CN107025013B - 使用电极保护技术的二维绝对电容性感测 - Google Patents

使用电极保护技术的二维绝对电容性感测 Download PDF

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Abstract

本文描述的实施例包括输入装置、处理系统以及采用包括第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极以及多个显示电极的输入装置执行电容性感测的方法。该方法包括，在第一时期期间，以第一绝对电容性感测信号驱动第一批多个传感器电极来接收第一结果信号，以及以第一保护信号驱动第二批多个传感器电极和多个显示电极。第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，并且其中每个共用电极配置成被驱动用于显示更新及用于电容性感测。

Description

使用电极保护技术的二维绝对电容性感测
技术领域
本公开的实施例一般涉及在执行电容性感测时管理寄生电容，以及更具体地，涉及使用电极保护技术执行二维绝对电容性感测，来减轻寄生电容。
背景技术
包括接近传感器装置(通常也称为触摸垫或者触摸传感器装置)的输入装置被广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括感测区，其通常由表面区分，在其中接近传感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，接近传感器装置经常作为输入装置用于较大计算系统(诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸垫)中。接近传感器装置也经常用于较小的计算系统(诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏)中。
发明内容
本文描述的一个实施例是包括第一批多个传感器电极的输入装置，其中第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，每个共用电极配置成被驱动用于显示更新及用于电容性感测。输入装置进一步包括第二批多个传感器电极、多个显示电极，以及包括保护放大器并且与第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极及多个显示电极相耦合的处理系统。在第一时期期间，处理系统配置成采用第一绝对电容性感测信号驱动第一批多个传感器电极来接收第一结果信号，并且采用来自保护放大器的第一保护信号驱动第二批多个传感器电极以及多个显示电极。
本文描述的另一个实施例是一种处理系统，其包括保护放大器以及包括与保护放大器耦合的电路的传感器模块。传感器模块配置成与第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极、以及多个显示电极相耦合，其中第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，每个共用电极配置成被驱动用于显示更新及用于电容性感测。传感器模块进一步配置成，在第一时期期间，采用第一绝对电容性感测信号驱动第一批多个传感器电极来接收第一结果信号，并且采用来自保护放大器的第一保护信号驱动第二批多个传感器电极及多个显示电极。
本文描述的另一个实施例是使用包括第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极、以及多个显示电极的输入装置来执行电容性感测的方法。该方法包括，在第一时期期间，采用第一绝对电容性感测信号驱动第一批多个传感器电极来接收第一结果信号，并且采用第一保护信号驱动第二批多个传感器电极及多个显示电极。第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，并且其中每个共用电极配置成被驱动用于显示更新及用于电容性感测。
附图说明
为了使本公开的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、本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。但要注意，由于本公开可容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示本公开的典型实施例并且不应因此被认为对其范围的限定。
图1A是依照本文描述的实施例的、集成于示例显示装置中的输入装置的示意框图。
图1B-1G示出依照本文描述的实施例的、输入装置中的各种电容。
图2A-2F示出依照本文描述的实施例的、用于测量电容的电路模型。
图3A和3B是依照本文描述的实施例的、在电容性感测期间，用于保护显示电极的显示系统的示意框图。
图4A和图4B示出依照本文描述的实施例的、用于保护显示系统中栅极电极的集成触摸及显示控制器。
图5是依照本文描述的实施例的、显示系统的示意框图，其中显示电极用于执行电容性感测。
图6是依照本文描述的实施例的、使用包括第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极以及多个显示电极的输入装置来执行电容性感测的方法。
图7A-7D示出依照本文描述的实施例的、输入装置的示例操作。
为促进理解，尽可能地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，一个实施例中公开的元件可以获益地、不用确切说明地用到其他实施例中。这里提到的附图不应被理解为按比例绘制，除非确切说明。而且，为了呈现与解释的清晰，时常简化附图并且省略细节或组件。附图和讨论用于解释以下讨论的原理，其中相似的标号表示相似的元件。
具体实施方式
下列详细描述本质上仅仅是示例性的，而非限制本公开或本公开的应用及使用。另外，不存在由在先技术领域、背景技术、简要说明、或以下详细描述中提出的任何已表达或暗示的理论所约束的意图。
本技术的各种实施例提供用于改进可用性的输入装置和方法。
输入装置可以包括用作感测元件来检测输入装置和输入对象(例如，触控笔或用户手指)之间交互的传感器电极。为实现这一点，该输入装置可以将电容性感测信号驱动到传感器电极上。基于测量与驱动电容性感测信号相关联的电容，该输入装置确定用户与输入装置交互的位置。在一个实施例中，传感器电极可以定位于接近输入装置中的其他电极。例如，该输入装置可以包括用于向用户输出图像的显示屏。传感器电极可以安装于显示屏之上，或者集成于该屏幕内的一层或多层中。显示屏用来更新图像的各种显示电极(例如，源极电极、栅极电极、共用电极等)，可以与传感器电极电容性地耦合。在驱动电容性感测信号到电极上时，该耦合电容可能导致输入装置的度量反映与该输入对象没有关联的电容。该额外电容能够限制系统的动态范围并限制对由输入对象产生的电容变化的灵敏度。这个非期望的额外电容也能够基于诸如所显示图像内容或传感器电极温度的环境因素而变化，使得系统背景电容的变化可能被错误地解释为来自输入对象的变化并导致错误的处理结果。
将保护信号传送到显示电极以及传送到当前没有用来进行电容性测量的传感器电极上，可以在测量与传感器电极关联的电容时减轻这个耦合电容的影响、以及减少功率损耗和/或改进稳定时间。在一个实施例中，保护信号(或“告警信号”)可以具有与电容性感测信号(或“所调制信号”、“发射器信号”)相似的特征(例如，相似的振幅、频率和/或相位)。通过将类似于电容性感测信号的保护信号驱动至显示电极上，传感器电极和显示电极之间的电压差在某些情况下保持相同，或者电压差具有能被补偿的、可预测变化。相应地，电极之间的耦合电容不影响在电容性感测期间获得的电容度量。在一个实施例中，保护信号具有比电容性感测信号(发射器信号或所调制信号)的振幅更大的振幅。在另一实施例中，该保护信号具有比电容性感测信号的振幅(发射器信号或所调制信号)更小的振幅。
图1A是依照本技术的实施例的、包括具有集成感测装置的显示装置的输入装置100的示意框图。尽管以具有集成感测装置的显示装置来示出本公开的所例示实施例，应预期到本公开可在未包括具有感测装置的显示装置的输入装置中具体化。输入装置100可配置成向电子系统150提供输入。正如此文档中使用的，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。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如桌上型计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、网页浏览器、电子书籍阅读器，和个人数字助手(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和独立的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(包括远程控制和鼠标)，和数据输出装置(包括显示屏和打印机)的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭，和视频游戏机(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(包括蜂窝电话，诸如智能电话)，和媒体装置(包括录制器、编辑器、和诸如电视的播放器、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能够被实现为该电子系统的物理部件，或者能与该电子系统物理地分离。适当情况下，输入装置100能使用下列方式的任何一个或多个与电子系统的部件通信：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。
在图1A中，输入装置100示出为接近传感器装置(通常也称为“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在感测区域170中提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1A所示。
感测区域170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)。特定感测区域的大小、形状和位置可能逐个实施例广泛变化。在一些实施例中，感测区域170从输入装置100的表面沿一个或多个方向延伸至空间中直到信噪比阻止充分准确的对象检测。该感测区域170沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可能为大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可能随所用的感测技术的类型和期望精度而显著变化。因此，一些实施例感测输入，其中包括与输入装置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)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170在投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
输入装置100可以利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测在感测区170中的用户输入。该输入装置100包括用于检测用户输入的多个感测120。输入装置100可包括经组合来形成传感器电极的一个或多个感测元件120。作为几个非限制性示例，输入装置100可以使用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁、声、超声，和/或光技术。
一些实现配置成提供跨一维、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。
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创建。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120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，施加电压或电流以创建电场。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。
一些电容性实现利用电容性感测元件120的阵列或者其他规则或不规则的图案来创建电场。在一些电容性实现中，独立的感测元件120可以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，其可以是电阻均匀的。
如以上所讨论，一些电容性实现利用基于在传感器电极120和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。在一个实施例中，处理系统110配置成将具有已知振幅的电压驱动到传感器电极120上并测量将传感器电极充电到所驱动电压所需的电荷的量。在其他实施例中，处理系统110配置成驱动已知电流并测量结果电压。在各种实施例中，传感器电极120附近的输入对象改变传感器电极120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使用所调制信号相对于参考电压(例如，系统地)调制传感器电极120，以及通过检测传感器电极120与输入对象140之间的电容性耦合，来进行操作。
此外，如以上所讨论，一些电容性实现利用基于在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140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，跨电容感测方法通过检测在一个或多个发射器感测电极(也是“发射器电极”)与一个或多个接收器感测电极(也是“接收器电极”)之间的电容性耦合，来进行操作，如以下进一步讨论。发射器感测电极可相对于参考电压(例如，系统地)来调制以传送发射器信号。接收器感测电极可相对于参考电压保持大体上恒定以促进结果信号的接收。结果信号可以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。感测电极可为专用的发射器电极或接收器电极，或者可配置成既传送又接收。
在图1A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，用于互电容传感器装置的处理系统可包括发射器模块，其包括配置成采用发射器传感器电极来传送信号的电路，和/或接收器模块，其包括配置成采用接收器传感器电极来接收信号的电路)。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，组成处理系统110的组件定位在一起，诸如在输入装置100的感测元件120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的感测元件120，而一个或多个组件在别处。例如，输入装置100可为耦合到桌上型计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成在桌上型计算机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、驱动触觉致动器等。
处理系统110可以作为处理该处理系统110不同功能的一组模块被实现。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120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。处理系统110也可以包括一个或多个控制器。
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域170中的用户输入(或缺少用户输入)。示例动作包括改变操作模式，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分(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)提供关于输入(或缺少输入)的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从该处理系统110接收到的信息以对用户输入采取动作，诸如促进全范围的动作，包括模式改变动作和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120以产生指示感测区域170中的输入(或缺少输入)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可以数字化从感测元件120获得的模拟电信号。作为另一个例子，处理系统110可以执行滤波或其他信号调节。作为又一个例子，处理系统110可以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。作为另一些示例，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。
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170中的输入提供冗余的功能性，或某个其他功能性。图1A示出感测区170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，并且感测区170与输入装置100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、大体透明的感测元件120，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和显示装置可共用物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一些用于显示及感测。作为另一示例，显示装置可部分或整个地由处理系统110操作。
应理解，尽管本技术的诸多实施例在完全功能设备的上下文中描述，本技术的机制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，本技术的机制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，本技术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、或任何其他存储技术。
保护信号
绝对电容性感测可以通过测量从传感器电极到大体上恒定的电压(例如，系统地或任何其他大体上恒定的电压)的电容来执行。图1B-1G示出包括四个节点-A、B、C以及GND的网络-其可在执行电容性感测时使用。例如，图1B示出可在包含这四个节点的网络中存在的各种电容。如所示，在这四节点网络中示出六个电容。尽管在图1B中节点A在本文中被称为传感器电极(因为其由所调制信号驱动)，节点A、B或C的任一个可用作传感器电极。在图1B中，传感器电极(节点A)具有到GND的电容CF，其与CA并联。电容CF基于输入对象到传感器电极的接近性而改变。从而通过测量CF，接近输入对象的位置可以被确定。贯穿本说明书，节点A和传感器电极可互换地使用。
在一个实施例中，通过将所调制信号(示出为V(t))驱动到该传感器电极上并且随后测量采用传感器电极接收的结果信号，测量从传感器电极到接近的输入对象的变化电容。在一个实施例中，结果信号对应于结果电流i(t)。通过测量结果信号，可以确定输入对象的位置。然而，在图1B中示出的电容CA、CAB、CCA、CB、CBC和/或CC可能对对象检测具有若干有害的影响。例如，传感器电极对地的总电容增加，这增加该传感器电极的稳定时间。影响结果信号的电容的量值也增加，其增加感测电路所需的动态范围。在各种实施例中，电容的一些是可变的(因过程、温度、所施加DC电压等)，这使对该变化进行补偿(变得)困难。在许多实施例中，减少或移除其他电容将改进输入装置的性能，并且可使输入对象与传感器电极之间的电容的变化更容易确定。
在一个实施例中，并进一步参考图1B，可以通过采用所调制信号驱动节点A(传感器电极)以及测量接收到的结果信号，来确定电容CF。在该驱动及测量阶段期间，节点B(例如，另一电极)可以被置为浮动的、以大体恒定的电压(例如，地等)驱动或以保护信号驱动。类似地，节点C可以被置为浮动的、以大体恒定的电压(地)驱动或以保护信号驱动。由此，在测量期间对于节点/电极B和C有九种可能的组合，如下表1所示出。
Figure BDA0001124910280000111
表1
考虑到寄生电阻的存在，其未在图1B-1G中示出，减少或消除寄生电容的影响，改进了传感器电极(图1B中的节点A)的稳定时间，允许每单位时间更多的测量，并且增加信噪比。电容CA、CB、CC、CAB、CBC和CCA中的一些或全部也可作为温度、过程、所施加电压或其他状态的函数而变化。为了准确地检测由输入对象产生的电容的变化，这个可变性的减轻是重要的。
在图1B的另一实施例中，可以通过在CF的测量期间使节点B和C开放(电浮动节点B和C)，而改进CF的测量。如果CA、CB和CC的值相对于耦合电容CBC和CCA小(例如，小一个数量级)，那么保护一个节点并浮动其他节点变得更有效。然而，如果从节点至地的电容的值相对于耦合电容大，那么浮动该节点变得不那么有效。
在图1C所示的实施例中，可以通过在以所调制信号驱动节点A并且测量结果信号同时使节点B和C接地，来确定电容CF。因为节点B和C接地，当CB、CBC和CC从电路中有效地移除时(如虚线框所示)，电容CAB和CCA有效地与电容CF和CA并联。电容CAB和CCB相对于CF典型地大，这增加了接收器模块所需的动态范围，因为在测量CF时CAB和CCB被检测。此外，由于电容CAB和CCB是沿着电阻性传感器电极的分布式电容，传感器电极的稳定时间也增加了。
备选地，如图1D所示，节点B和C(电极B和C)两者都通过在两个V(t)电压发生器所示的节点驱动保护信号而被“保护”。保护信号可在振幅、形状、相位和/或频率的至少一个中与所调制信号V(t)相等。在这样的实施例中，跨图1D中示出的全部耦合电容CAB、CBC以及CCA(它们连接到节点B和C)的电压不改变，并且从而，这些电容有效地从电路中移除。量得的电容是CF与单个电容CA的和。在许多实施例中，CA处于与CF相同数量级，并且照这样接收器模块的动态范围不需要被增加和/或传感器电极的稳定时间由于CA仅被稍微增加，这允许更高的频率被用于所调制信号或发射器信号。该保护还具有移除因过程、温度、电压等所致的电容CAB、CBC和CCA的可变性的重要次要益处。
在一些实施例中，如图1E所例示，保护信号施加到节点B和C其中之一，而节点B或C的另一个电浮动。在这个特定的实施例中，保护信号施加到如V(t)电压发生器所示的节点B。电容CC假定为相比于CBC和CCA小；节点C因此由施加到节点B的保护信号有效地驱动。这有效地将CCA从电路中移除。进一步，由于所调制信号和保护信号施加到CBC和CCA的串联组合的两端，电容CBC和CCA也可以大体上从等效电路中消除。由此，当CC相比于CBC和CCA小时，在浮动节点(电极)C同时仅保护节点(电极)B可大体等效于保护节点(电极)B和C两者。
在图1F示出的实施例中，告警信号被驱动至节点B和节点C其中之一上，而节点B或节点C的另一个由大体恒定电压(例如，接地的)驱动。由于节点B被驱动，电容CB大体不影响结果信号，以及因为CBC的一端被驱动而另一端接地，CBC大体不影响结果信号。进一步地，因为节点C接地，电容CC大体不影响结果信号。进一步地，由于CAB的两端由类似的信号驱动，其不影响结果信号。然而，因为节点C以大体恒定电压驱动以及因为节点A以所调制信号驱动，节点C和节点A之间的电容(CCA)可能影响结果信号。这个实施例与图1D和1E不同之处在于，例如，节点和地之间的电容值(例如，CC)被移除，而耦合电容(例如，CCA)则没有。
图1G示出一实施例，其中，节点B和节点C其中之一接地而节点的另一个浮动。在所例示实施例中，因为节点B接地，电容CB不影响结果信号。进一步地，因为CC和CBC并联而CC，在许多实施例中，小于CBC，CC的电容性影响可被忽略。这导致附加电容CAB、CA、以及CCA与CBC的串联组合，其可能会影响结果信号。
在显示装置的一个实施例中，典型地存在为像素所共用的三个电极，例如：Vcom电极(共用电极)、栅极电极(栅极线)和源极电极(源极线)。正如以下将更详细讨论，在各种实施例中，这些电极中的任何一个可以配置为传感器电极。在一个实施例中，图1B-1G所描述的四节点网络可对应于单个子像素；然而，类似的论述可被扩展到子像素的集合组。例如，节点A可以是也用于更新显示的传感器电极(例如，Vcom电极)。节点B和C可以是其他类型的显示电极(例如，栅极和源极电极)。进一步地，与传感器电极关联的电容也可包括关联线路或其他布线的电容。与子像素关联的电容可包括包含四个节点的网络：AC系统地(也被称为“GND”，并在各种附图中由符号
Figure BDA0001124910280000141
示出)、Vcom电极、源极电极和栅极电极。
在一个实施例中，传感器电极的每个包括共用电极层的一个或多个分段(Vcom电极分段)、源极线和栅极线，其中在以上讨论中传感器电极对应于节点A并且源极线对应于节点B并且栅极线对应于节点C。源极线和/或栅极线可以以保护信号来驱动或电浮动以至少部分地减轻它们的寄生电容影响。进一步地，其他共用电极也可以以保护信号来驱动，使得它们的电容不会影响正被驱动用于电容性感测的传感器电极。相对照地，典型的显示装置在触摸测量时间间隔期间可驱动DC电压至源极和栅极线上，例如，如图1C所示，其中节点B和节点C接地。相对照地，图1D-1F例示驱动保护信号至显示电极的至少一个上以便移除耦合电容的一个或多个。
在另一实施例中，传感器电极与Vcom电极(共用电极)分离，其中Vcom电极以保护信号来驱动以减少Vcom电极和传感器电极之间的寄生电容性耦合的影响。进一步地，所有栅极线和/或源极线也可以以保护信号来驱动或电浮动以减少栅极线和传感器电极之间以及源极线与传感器电极之间的寄生电容影响。
在另外的实施例中，第一传感器电容可以以发射器信号来驱动，而包括对应于该发射器信号的影响的结果信号以第二传感器电极来接收。与上述类似的方案可以应用至接近第一传感器电极和/或第二传感器电极的显示电极。通过减少或消除从发射器电极(第一传感器电极)和接收器电极(第二传感器电极)到地的电容，发射器电极和/或接收器电极的稳定时间可被改善。进一步地，发射器和接收器电极之间的电容值的任何变化(其基于发射器和/或接收器电极与显示电极之间的电容的变化)可被减少或消除。
以上论述可以进一步应用到在即将到来的描述中具体化的各种配置。
传感器电极布置
回到图1A，在一个实施例中，传感器电极120可以布置到同一衬底的不同侧。例如，传感器电极120的每个可以跨衬底的表面之一纵向延伸。还进一步地，在衬底的一侧，传感器电极120可沿第一方向延伸，但在衬底的另一侧，传感器电极120可沿第二方向延伸，其中第二方向与第一方向或者平行或者垂直。例如，传感器电极120可以成形为条或条纹，其中在衬底的一侧的传感器电极120沿垂直于在衬底相对侧的传感器电极120的方向延伸。
传感器电极120可在衬底侧面上形成为任何期望的形状。此外，在衬底一侧的传感器电极120的大小和/或形状可不同于在衬底另一侧的传感器电极120的大小和/或形状。另外，同一侧的传感器电极120可以具有不同的形状和/或大小。
在另一实施例中，传感器电极120可以在随后层压在一起的不同衬底上形成。在一个示例中，布置于衬底其中之一上的第一批多个传感器电极120可以用于传送感测信号(即，发射器电极)，而布置于另一衬底上的第二批多个传感器电极120用于接收结果信号(即，接收器电极)。在其他实施例中，第一和/或第二批多个传感器120可作为绝对电容性传感器电极被驱动。在一个实施例中，尽管不是必需的，第一批多个传感器电极可相比于第二批多个传感器电极更大(更大的表面面积)。在其他实施例中，第一批多个和第二批多个传感器电极可具有类似的大小和/或形状。因而，在衬底其中之一上的传感器电极120的大小和/或形状可与另一衬底上的电极120的大小和/或形状不同。尽管如此，传感器电极120可在它们相应的衬底上形成为任何期望的形状。另外，同一衬底上的传感器电极120可以具有不同的形状和大小。
在另一个实施例中，传感器电极120全部位于共用衬底的同一侧或表面。在一个示例中，第一批多个传感器电极包括该第一批多个传感器电极与第二批多个传感器电极交叉所在区域中的跳线，其中跳线与第二批多个传感器电极绝缘。如上，传感器电极120可各自具有相同的大小或形状，或者不同的大小和形状。
在另一实施例中，传感器电极120全部位于共用衬底的同一侧或表面，并在感测区170中彼此绝缘。在这种实施例中，传感器电极120彼此电绝缘。在一个实施例中，电极120按矩阵阵列来布置，其中每一传感器电极120大体上是相同大小和/或形状。在这样的实施例中，传感器电极120可称为矩阵传感器电极。在一个实施例中，传感器电极120的矩阵阵列的传感器电极的一个或多个可在大小和形状至少一个中改变。矩阵阵列的每一传感器电极120可以对应于电容性图像的像素。在一个实施例中，处理系统110配置成以所调制信号驱动传感器电极120来确定绝对电容的变化。在其他实施例中，处理系统110配置成驱动发射器信号至传感器电极120的第一个上并且以传感器电极120的第二个来接收结果信号。发射器信号与所调制信号可以在形状、振幅、频率和相位中的至少一个中类似。在各个实施例中，发射器信号和所调制信号是相同信号。进一步地，发射器信号是用于跨电容性感测的所调制信号。在各种实施例中，一个或多个网格电极可布置于共用衬底上、在传感器电极120之间，其中网格电极可用于屏蔽和/或保护传感器电极。
如本文所使用的，“屏蔽”指将恒定电压驱动至电极上，而“保护”指将可变电压信号驱动至第二电极上，其中可变电压信号与调制第一电极的信号在振幅、频率和/或相位上大体上相似，以便测量第一电极的电容。电浮动电极在某些情况下可以被理解为保护的形式，在其中，通过浮动，第二电极经由来自输入装置100中第一或第三电极的电容性耦合来接收期望的保护波形。在各种实施例中，保护可被认为是屏蔽的子集，使得保护传感器电极会操作成屏蔽那个传感器电极。网格电极可以以可变电压、大体恒定电压来驱动，或者电浮动。当它以发射器信号来驱动时，网格电极也可以用作发射器电极，使得网格电极与一个或多个传感器电极之间的电容性耦合可被确定。在一个实施例中，浮动电极可以布置于网格电极和传感器电极之间。在一个特定实施例中，浮动电极、网格电极以及传感器电极组成显示装置的共用电极的整体。在其他实施例中，网格电极，而不是传感器电极120或两者，可以布置于独立的衬底或者衬底的表面上。尽管传感器电极120可在衬底上电绝缘，电极可以在感测区170外-例如，在连接区(其传送或接收在传感器电极120上的电容性感测信号)中，耦合在一起。在各种实施例中，传感器电极120可以按照使用各种图案的阵列来布置，其中电极120并不都是同一大小和形状。此外，阵列中的电极120之间的距离可能不是等距的。
在以上讨论的传感器电极布置的任一个中，传感器电极120和/或网格电极可以形成于在显示装置外部的衬底上。例如，电极120和/或网格电极可布置于输入装置100中的透镜的外表面上。在其他实施例中，传感器电极120和/或网格电极布置于显示装置的滤色玻璃和输入装置的透镜之间。在其他实施例中，布置传感器电极120和/或网格电极的至少一部分，使得它们位于薄膜晶体管衬底(TFT衬底)和显示装置的滤色玻璃之间。在一个实施例中，第一批多个传感器电极120和/或网格电极布置在TFT衬底和显示装置的滤色玻璃之间，而第二批多个传感器电极120和/或第二网格电极布置于滤色玻璃与输入装置100的透镜之间。在一个实施例中，第二批多个传感器电极120布置在滤色玻璃、透镜以及输入装置100的偏振器其中之一上。在又一些实施例中，所有传感器电极120和/或网格电极布置于TFT衬底和显示装置的滤色玻璃之间，其中传感器电极120可布置于同一衬底或不同的衬底上，如上所述。
在一个或多个实施例中，至少第一批多个传感器电极120包括显示装置的一个或多个显示电极(其在更新显示中使用)。例如，传感器电极120可以包括诸如Vcom电极的一个或多个分段的共用电极、源极驱动线、栅极线、阳极子像素电极或阴极像素电极、或任何其他显示元件。这些共用电极可布置于适当的显示屏衬底上。例如，共用电极可以布置于一些显示屏(例如，平面内切换(IPS)、边缘场切换(FFS)、平面至线切换(PLS)、有机发光二极管(OLED))中的透明衬底(例如，玻璃衬底、TFT玻璃或任何其他透明材料)上，在一些显示屏(例如，图案垂直调整(PVA)、多域垂直调整(MVA)、IPS和FFS)的滤色玻璃的底部上、在阴极层(例如，OLED)上等。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，传感器电极120的每个包括与像素或子像素关联的一个或多个共用电极。在其他实施例中，至少两个传感器电极120可共用与像素或子像素关联的至少一个共用电极。尽管第一批多个传感器电极可包括配置用于显示更新和电容性感测的一个或多个共用电极，第二批多个传感器电极可配置用于电容性感测且不用于显示更新。进一步地，在一个或多个实施例中，网格电极和/或浮动电极，当存在时，包括一个或多个共用电极。
备选地，所有传感器电极120可以布置于TFT衬底和显示装置的滤色玻璃之间。在一个实施例中，第一批多个传感器电极布置于TFT衬底上，其中每个包括一个或多个共用电极，而第二批多个传感器电极可以布置于滤色玻璃和TFT衬底之间。具体地，接收器电极可以在滤色玻璃上的黑色掩膜内布线。在另一实施例中，所有传感器电极120包括一个或多个共用电极。传感器电极120可以作为电极的阵列完全地定位于TFT衬底或者滤色玻璃上。如上所述，传感器电极120的一些可使用跳线在阵列中耦合在一起，或者所有电极120可在阵列中电绝缘并使用网格电极来屏蔽或保护传感器电极120。在一个或多个实施例中，网格电极，当存在时，包括一个或多个共用电极。
在上述传感器电极布置的任何一个中，可通过将传感器电极120划分为发射器和接收器电极而在跨电容感测模式下、在绝对电容感测模式下、或在两者的某种混合下在输入装置100中操作传感器电极120。以下将更详细地讨论的是，传感器电极120或显示电极的一个或多个(例如，源极、栅极、或基准(共用)线)可以用于执行屏蔽或保护。
继续参考图1A，与传感器电极120耦合的处理系统110包括传感器模块，并且在各种实施例中，处理系统110也可以附加地或备选地包括显示驱动器模块(或“显示模块”)。传感器模块包括配置成驱动传感器电极120的至少一个在输入感测被期望的时期期间用于电容性感测的电路。在一个实施例中，传感器模块配置成驱动所调制信号到该至少一个传感器电极上以检测该至少一个传感器电极和输入对象之间的绝对电容的变化。在另一实施例中，传感器模块配置成驱动发射器信号到该至少一个传感器电极上以检测该至少一个传感器电极和另一传感器电极之间的跨电容的变化。所调制信号和发射器信号一般是包括在分派用于输入感测的一时间段上的多个电压转变的可变电压信号，并且也可以称为电容性感测信号。在各种实施例中，所调制信号与发射器信号在形状、频率、振幅和/或相位的至少一个上类似。在其他实施例中，所调制信号和发射器信号在频率、形状、相位、振幅和相位上不同。传感器模块可以选择性地耦合到传感器电极120的一个或多个。例如，传感器模块可以耦合到传感器电极120的至少一个，并在绝对电容和/或跨电容感测模式中操作。
传感器模块包括配置成以传感器电极120接收结果信号的电路，其中结果信号包括在输入感测被期望的时期期间与所调制信号或发射器信号对应的影响。传感器模块可确定感测区170中输入对象140的位置或可向另一模块或处理器(例如，确定模块或电子装置的处理器(即，主处理器))提供包括指示结果信号的信息的信号，以用于确定感测区170中输入对象140的位置。
显示驱动器模块包括配置成在显示更新时期期间向显示装置的显示器提供显示图像更新信息的电路。在一个实施例中，显示驱动器耦合至显示电极(源极电极、栅极电极和Vcom电极)并且配置成驱动至少一个显示电极来设定与显示装置的像素关联的电压，并且在保护模式中操作该至少一个显示电极来减轻多个传感器电极中的第一传感器电极和该至少一个显示电极之间的耦合电容的影响。在各种实施例中，显示电极是驱动电压至与像素关联的存储元件上的源极电极、设定与像素关联的晶体管上的栅极电压的栅极电极、以及向存储元件提供基准电压的共用电极中的至少一个。
在一个实施例中，传感器模块和显示驱动器模块可包括在共用集成电路(第一控制器)内。在另一个实施例中，传感器模块和显示驱动器模块包括在两个独立集成电路中。在那些包括多个集成电路的实施例中，同步机制可以耦合至它们之间，其配置成使显示更新时期、感测时期、发射器信号、显示更新信号等同步。
保护显示电极
图2A-2F是根据本文描述的实施例的、例示用于测量电容的电路的电路图。具体地，图2A-2F可以表示在执行如上所述的绝对电容感测时图1A中的输入装置100的电路模型。尽管本实施例讨论在绝对电容感测的上下文中使用保护信号，但本公开并不限定于此。替代地，在跨电容感测期间，保护信号(即，与发射器信号类似的信号)可被传送至下面所述的显示电极(其在电容性感测期间没有使用)上。这样做可以减少功率消耗并一般地改进传感器电极120的稳定时间。
如图2A中图示200所示，在节点D，感测电压耦合至传感器电极120的一个或多个。图示200包括积分器210，其包括具有反馈电容器CFB的运算放大器(op-amp)。积分器210测量传感器电极120和自由空间(或地面)之间的电容，该电容在图2A中由电容CABS表示。当输入对象出现在输入装置中感测区附近的范围内时，这个电容变化。在一个实施例中，在节点E所调制信号可在低电压和高电压间切换。由于节点E上的电压变化，积分器210驱动负端到同一电压。基于积分器210的输出电压，输入装置能够确定多少电荷必须流动以便对电容CABS和CP充电，并从而确定这些电容的值。在其他实施例中，调制电压可以替代地施加到节点D以便测量CABS。还进一步地，代替驱动电压以便测量电流以确定如图2A-2F所示的CABS的值，备选地，输入装置能够驱动电流并测量电压。无论用于测量CABS的具体技术，如下所述保护传感器电极120和/或显示电极可改进感测性能。保护技术可以一般地减少包括用于背景电容补偿的电路的需求。保护技术也可以减轻模数转换(ADC)基线值的变化，其通常在电容性感测信号的频率变化时经历(例如，来避免干扰)。跨感测信号频率变化保持同一ADC基线可以在电路的速度和简化方面改进总体感测性能。
图示200还例示寄生电容CP，其可能影响积分器210获得的度量。如以上关于图1B-1G所述，由于寄生电容可能比电容CABS的变化大得多，积分器210在没有利用技术来处理高寄生电容CP的情况下可能无法有效地识别电容CABS的变化。图2B中的图示250例示电路模型，其中保护信号215被施加，保护信号使积分器210能够有效地识别电容CABS的变化，甚至在高寄生电容CP存在的情况下。
在图示250中，以及如上所述，寄生电容CP表示传感器电极120和输入装置中任何其他电极205之间的耦合电容。照这样，其他电极205可以是当前没有被感测的另一传感器电极120、或者接近传感器电极120的显示电极—例如，用于更新输入装置中显示图像的源极、Vcom、阴极或栅极电极。为了防止其他电极205和传感器电极120之间的寄生电容干扰积分器210所执行的绝对电容度量，保护信号可直接或间接地施加至电极205。具体地，保护信号可与驱动至电极120上的调制信号相同或大体类似。因而，如果跨寄生电容CP的电压没有变化(即，如果在电容CP一侧的电压改变了与另一侧的电压相同的量)，那么寄生电容CP不影响积分器210所获得的度量。例如，如果在节点E，调制信号由在低和高感测电压之间进行切换来定义，相同的电压变化可作为保护信号施加至电极205。
在一个实施例中，节点D或者节点E可以电耦合至电极205，使得驱动至电极120上的同一所调制信号作为保护信号被驱动至电极205上，但这不是必需的。例如，被同步化的其他驱动电路，可以用于驱动保护信号至电极205上，该保护信号与驱动至电极120上的所调制信号大体上类似(即，相同相位和/或频率和/或振幅)。
图2C例示图示260，其中传感器电极与显示电极(例如，源极、栅极、或Vcom(或阴极)电极)分离。由于各种电极之间的紧密接近，在传感器电极(图2C中示出为“第一传感器电极”)和输入装置中的其他电极之间可能存在寄生电容。换言之，图2C中的寄生电容是第一传感器电极和第二传感器电极之间的耦合电容(CSE)、第一传感器电极和Vcom电极之间的耦合电容(Cvcom)、第一传感器电极和源极电极之间的耦合电容(CS)、第一传感器电极和栅极电极之间的耦合电容(CG)的组合。为了在测量绝对电容时减轻这些寄生电容的影响，电极以一个或多个保护信号来直接或间接地驱动。
在一个实施例中，第一传感器电极可以是多个接收器电极中的一个或多个，而第二传感器电极可以是多个发射器电极中的一个或多个。在其他实施例中，第一和第二传感器电极是共用的多个传感器电极(例如，发射器电极、接收器电极或矩阵传感器电极)中的相应第一和第二传感器电极。在另一实施例中，第一传感器电极可以是多个发射器电极中的一个或多个，而第二传感器电极可以是多个接收器电极中的一个或多个。在另外的实施例中，第一传感器电极是一种类型的矩阵传感器电极，而第二传感器电极是同一类型的矩阵传感器电极。在另外的实施例中，第一传感器电极是多个矩阵传感器电极中的一个或多个，而第二传感器电极是一个或多个网格电极。进一步地，第一传感器电极是一种类型的矩阵传感器电极，而第二传感器电极是第二、不同类型的矩阵传感器电极。尽管在图2C中没有例示，第二传感器电极、Vcom电极、源极电极和栅极电极其中之一可进一步电容性耦合至另一传感器电极，这可能增加传感器电极的寄生电容。
图2D例示图示270，其中传感器电极中的第二传感器电极包括用于显示更新的显示装置的一个或多个共用电极(这里示出为Vcom/传感器电极)以及输入传感器以及没有用于更新显示装置的第一传感器电极。如所例示，第一传感器电极电容性耦合至显示装置的Vcom/传感器电极、源极电极和栅极电极。因而，当所调制信号被驱动至第一传感器电极上，保护信号也可以被驱动至Vcom/传感器电极、源极和栅极电极上，从而在测量绝对电容CABS时减轻寄生电容的影响。虽然在图2D中没有例示，另一寄生电容可能存在于第一传感器电极和第二传感器电极之间，其中第一和第二传感器电极可能属于共用的多个传感器电极，或存在于第一传感器电极和网格电极之间。进一步地，第二传感器电极、Vcom电极、源极电极和栅极电极其中之一可进一步地电容性耦合至另一传感器电极，这可能增加传感器电极的寄生电容。
在一个实施例中，输入装置还可以测量第二传感器电极(Vcom/传感器电极)和地面之间的绝对电容。在这种情况下，所调制信号被驱动至第二传感器电极上，而保护信号可被驱动至第一传感器电极上。换言之，代替同时驱动所调制信号至所有传感器电极上，电路在一个感测周期期间在驱动保护信号至第一传感器电极上的同时仅在第二传感器电极上执行绝对电容性感测，但然后在随后的感测周期期间反转并且在传送保护信号至第二传感器电极上的同时测量与第一传感器电极关联的绝对电容。
图2E例示电路280，其中所有传感器电极包括显示装置的一个或多个共用电极。然而，在其他实施例中，传感器电极可以包括源极或者栅极电极。例如，传感器电极可以作为电极的阵列位于同一衬底(或表面)上，或者跨显示装置中多个表面分布。第一传感器电极(即，共用电极或Vcom/传感器电极)之间的寄生电容可以包括共用电极和没有采用与第一传感器电极相同的方式来驱动的源极、栅极以及相邻传感器电极之间的耦合电容。为了确保跨这些寄生电容的电压不改变，保护信号可被直接或间接地驱动至源极、栅极以及相邻电极上。相邻传感器电极可以包括网格电极或第二传感器电极。另外，传感器电极和附加的相邻传感器电极之间的寄生电容也可能存在，其中第一相邻传感器电极可以是另一传感器电极，而第二相邻传感器电极可以是网格电极。进一步地，相邻传感器电极、源极电极和栅极电极其中之一可以进一步地电容性耦合至另一传感器电极，并且这可能影响传感器电极的寄生电容。
在另外的实施例中，如图2F中例示，第一传感器电极(发射器电极)可以发射器信号来驱动，而包括对应于发射器信号的影响的结果信号以第二传感器电极(接收器电极)来接收。在电路290中，发射器电极包括至少一个共用电极。进一步地，接收器电极可以包括至少一个共用电极，但在各种实施例中，接收器电极可以与共用电极分离。通过减少或消除从发射器电极(第一传感器电极)至源极电极/栅极电极的电容，发射器电极的稳定时间可被改进。如所示，源极电极和/或栅极电极可以保护信号来驱动，使得发射器电极与源极电极和/或栅极电极之间的寄生电容CTS和CTG被减少或消除。虽然在图2F中没有例示，当发射器电极与Vcom电极分离时，附加的寄生电容可能存在于接收器电极与Vcom电极之间。
尽管图2C-2F例示跨各种显示和传感器电极驱动同一保护信号，这是为了便于说明。在其他实施例中，跨显示和传感器电极的DC电压可能是唯一的。因而，驱动保护信号至电极上仅采用相同的方式改变电极上的DC电压，但并未使它们成为等效电压。例如，保护信号可以使源极、栅极和Vcom电极上的每一电压提高4V，但电极上的结果电压可能是不同的，例如，分别为-1V、3V和5V。因而，减轻寄生电容的影响并不取决于各种电极的绝对电压，而是跨寄生电容的电压保持大体上不变。
另外，保护信号可使用电容性耦合在不同电极间转移。例如，Vcom和栅极电极可以位于显示装置中的相邻层上。照这样，保护信号可被驱动至这些电极中的仅一组上，并依靠电极间的电容性耦合来使保护信号传播至电极的两组上。
进一步地，在图2B-2F的实施例的任一个中，贡献寄生电容性耦合的显示和传感器电极其中之一可以以大体恒定信号来驱动，而其他电极以保护信号来驱动，这在图1B-1G中描述。又进一步地，在图2B-2F的实施例的任一个中，贡献寄生电容性耦合的显示和传感器电极的至少一个可以电浮动，而其他电极以保护信号来驱动或者电浮动，这在图1B-1G中描述。
图3A-3B是根据本文所述的实施例的、用于在电容性感测期间保护显示电极的显示系统的示意性框图。具体地，显示系统300包括门选择逻辑305和与像素315耦合的多个源极驱动器310。例如，系统300可以是在图1A中讨论的输入装置100中显示装置的一部分。门选择逻辑305(也被称为行选择逻辑)可通过激活像素315中相应的晶体管开关来选择栅极电极325其中之一(或行)。当开启时，这些开关使能导电通路，通过其源极驱动器310可以驱动跨电容器320的期望电压。电容器320上的电压由连接到源极驱动器310的源极电极330(或列线)上的电压与共用电极350上的基准电压(例如Vcom)之间的电压差来定义。在一个实施例中，电容器320上的电容可以基于，至少部分地，用于设定与像素315关联的颜色的液晶材料。然而，本文所述的实施例并非限定到任何特定的显示技术，并且可以，例如，与LED、OLED、CRT、等离子体、EL或其他显示技术一起使用。
门选择逻辑305可以在显示屏幕的个体行中扫描(raster)，直到所有像素已被更新(在本文中被称为显示帧更新)。例如，门选择逻辑305可以激活单个栅极电极325或行。作为响应，源极驱动器310可以驱动相应电压至源极电极330上，其在所激活行中生成跨电容器320的期望电压(相对于基准电压)。门选择逻辑305然后可在激活随后行之前解除激活这个行。通过这种方式，门选择逻辑305和源极驱动器310可由，例如，处理系统的显示驱动器模块来控制，使得源极驱动器310在门选择逻辑305激活每一行时为像素315提供正确的电压。
当执行电容性感测时，或更具体地，当执行绝对电容感测时，栅极、源极和共用电极325、330、350可以传送保护信号。系统300包括多路复用器340(即，mux)，其可以用于传送保护信号215至显示电极上。例如，当执行电容性感测时，显示装置可以切换控制多路复用器340的选择信号，使得保护信号被传送至显示电极上—即，栅极、源极和共用(或阴极)电极325、330、350。尽管系统300例示传送保护信号215至所有显示电极上，在其他实施例中，电极的仅一个或多个可被选择以携带保护信号215，而其他显示电极可选地电浮动。例如，如果传感器电极与源极电极330之间的耦合电容远大于传感器电极与栅极电极325之间的耦合电容，保护信号可仅被驱动至源极电极330上而栅极电极可被驱动或电浮动。
图3B例示使用显示系统390，其使用电荷共享系统来驱动保护信号至源极电极330和共用电极350上。当执行电容性感测时，显示系统390可以使用逻辑—例如，控制逻辑345和开关元件335—其已经包括在诸如电荷共享系统的显示系统390内。为了在电容性感测期间使用这个逻辑，控制逻辑345可禁能源极驱动器310并且激活开关元件335，使得共用电极350连接到源极电极330。另外，控制逻辑345指示开关340(这里示出为mux)来驱动保护信号215至共用电极350上。也就是说，代替将共用电极350耦合至基准电压Vcom，共用电极350替代地传送保护信号。由于共用电极350和源极电极330经由开关元件335来连接，保护信号也被驱动至源极线330上。通过这种方式，当执行电容性感测时，显示系统390中的开关元件335使能保护信号至源极和共用电极330、350的传输，以便移除这些电极和传感器电极(未示出)之间的寄生电容。
尽管图3B例示使用开关340在基准电压和保护信号之间切换，这仅用于例示性目的。在其他实施例中，共用电极350可耦合至能够驱动基准电压或者保护信号至共用电极350上的驱动器。因而，附加硬件可不必添加至显示系统390，以便传送保护信号至基准和源极电极330上。此外，图3B例示传送保护信号至源极和共用电极330、350上的仅一个示例，其中显示系统390包括，例如，电荷共享系统。在另一实施例中，即使显示系统缺少电荷共享系统，源极驱动器310可以用于驱动保护信号至源极电极330的每个上，而独立驱动器(未示出)传送保护信号至共用电极350上。也就是说，即使源极电极330没有彼此耦合或者没有耦合至共用电极350，显示系统可配置成传送保护信号至显示电极上。
例如，当共用电极350以保护信号来驱动时，栅极电极325和/或源极电极330可电浮动以有效地从传感器电极移除它们的电容。在另一示例中，共用电极350和栅极电极325可以保护信号来驱动而源极电极330可以电浮动。在其他示例中，共用电极350和源极电极330以保护信号来驱动而栅极电极325可电浮动。在又一示例中，栅极电极325可以保护信号来驱动而源极电极330和/或共用电极350电浮动。在另一示例中，栅极电极325和源极电极330可以保护信号来驱动而共用电极350可电浮动。在另外的示例中，源极电极330可以所调制信号来驱动而栅极电极325和/或共用电极350可电浮动。在以上示例中，电浮动电极以经由浮动电极和所驱动电极之间的耦合电容的保护信号来调制。在其他示例中，当电极(共用电极350、栅极电极325和源极电极330)其中之一以告警信号来驱动时，至少一个其他电极以大体恒定的电压来驱动。
在一个实施例中，传感器电极的一个或多个布置于图3A和3B所示的显示系统所用的滤色玻璃与输入装置的输入表面之间。在一个实施例中，一组传感器电极布置于显示装置的滤色玻璃和输入装置的输入表面之间。在显示装置内的电极可以包括显示装置的一个或多个显示电极—即，电极在更新显示器时和在执行电容性感测时被使用。在又一实施例中，传感器电极的一个或多个布置于显示装置的有源层和滤色玻璃之间，其中传感器电极也用作显示装置的显示电极。在板内栅极(gate-in-panel)系统中，输入装置在电容性感测期间能够切换栅极电极至高阻抗状态。
图4A-4B根据本文所述的实施例、例示用于保护显示系统中栅极电极的集成触摸和显示控制器400。具体地，控制器400可耦合到图3A中的显示系统300，以驱动保护信号至耦合到门选择逻辑305的栅极电极325上。在一个实施例中，控制器400可以是图1A所示的处理系统110。此外，控制器400可以包括在输入装置中执行电容性感测和显示更新两者所需的逻辑。例如，控制器400可以是单个IC芯片。尽管未示出，控制器400可以包括图3A所示的控制逻辑345，其发布控制信号以用于如上所述驱动保护信号至源极以及共用电极上。
集成控制器400包括电源405和电能转换器410。电源405，其也可在控制器400外部，向电能转换器410提供电能信号以生成用于图3A所示的栅极电极325的电压。这里，电能转换器410生成高栅极电压VGH和低栅极电压VGL，图3A中的门选择逻辑305可然后使用其来激活或者解除激活像素315的行。在一个实施例中，集成控制器400可以包括源极驱动器310。从而，集成控制器400可以向显示屏提供源极电压(VS)以及栅极电压VGH和VGL。在一个实施例中，保护信号可以直接或间接地通过调制传送到驱动显示电极的电路的电源电压来生成。
图4B例示控制器400的更详细的电路模型。具体地，电荷泵420生成栅极电压VGH和VGL。例如，电源405向生成栅极电压VGH和VGL的电荷泵420提供电能。在一个实施例中，VGH可能大约为15V，而VGL是-10V。为将保护信号215插入至栅极电压上，电能转换器410包括耦合在储蓄电容器C1和C2之间的节点。这些电容器将保护信号215耦合到由电能转换器410生成的DC栅极电源电压中。在一个实施例中，该节点可被耦合至共用电极。从而，通过这种方式，保护信号215可被驱动至栅极电压VGH和VGL上。当保护信号215没有传送时，电容器C1和C2之间的节点可以替代地连接至DC电压。在一个实施例中，电路(例如，电平移位器415)可设计成确保个体组件能够容忍由保护信号215引入的电压摆动。此外，电平移位器415，其可用于将来自显示驱动器模块的时钟和控制信号电平移动至门选择逻辑305，被耦合至电源以确保控制信号按照与电能信号(VGH和VGL)相同的方式来被调制。这样做也自动地保护控制信号。
如图3A、3B、4A及4B所示，显示电极(即，源极、栅极和共用电极)可以驱动保护信号215从而移除这些电极与传感器电极之间的寄生电容。此外，适当地驱动保护信号至显示电极上不影响储存在像素电容器320中的电压，并且因而，不改变当前显示在集成显示屏上的图像。换言之，由于保护信号按照相同的方式改变显示电极上的电压—即，显示电极上的电压摆动是相同的—像素晶体管保持关断，这阻止像素上的电压被恶化。从而，跨电容器320的电压电势保持相同从而保持所显示图像。在一个示例实施例中，栅极-关断电压VGL可以从-10V至-6V摆动，而Vcom/源极线基于4V的峰至峰保护信号从0V至4V摆动。
如果保护信号选择性地施加至显示电极—例如，仅至共用电极—保护信号可被设计使得该信号不恶化由像素显示的图像。例如，如果共用电极被驱动成相对于栅极电极上的电压太过负性，开关可激活并导致电荷从像素中遗失。遗失像素上的电荷也可通过仅沿正向驱动保护信号或者通过降低栅极-关断电压而被阻止，以阻止晶体管的激活。
图5是根据本文所述的实施例的、显示系统500的示意性框图，其中显示电极用于执行电容性感测。具体地，显示系统500例示在更新显示时使用的电极也可以在执行电容性感测时用作传感器电极。在一个实施例中，耦合至电容器320的共用电极350可用作图1A所示的传感器电极120的一个或多个。也就是说，代替将传感器电极布置于显示屏上，共用电极350可以充当传感器电极的一个或多个。为了选择性地驱动所调制信号至共用电极350上，显示系统500包括耦合至相应的共用电极350的多个发射器505。使用开关元件510，每个共用电极350可以与其他电极350电绝缘，这允许发射器505驱动唯一信号至共用电极350上，而其他发射器505可以驱动不同的信号至其他电极上。
例如，如果共用电极350当前正用作用于绝对电容性感测的传感器电极，发射器505可以传送所调制信号至共用电极350上。为了驱动保护信号至源极电极330上，显示系统500仍可使用开关335来将源极电极330电连接至从多路复用器输出的保护信号。使用开关元件510，保护信号可被选择性地驱动至共用电极350上。例如，保护信号可被驱动至当前没有被感测的所有共用电极350(即，没有使用发射器信号来被驱动的所有电极350)上。当不执行电容性感测时，源极电极330可以使用开关335与共用电极350断开连接，并且多路复用器可以使用开关510输出Vcom至电极350上。
尽管没有在图3A、3B和5中示出，切换机构可以耦合至一个或多个显示电极以三态化或者电浮动显示电极。这可以耦合至显示电极的每个或仅耦合至显示电极的子集。例如，共用电极、源极电极和栅极电极的一个或多个可以耦合至切换机构以电浮动那些电极。
为了形成电容性概图或者电容性图像，输入装置可以使用相应的发射器505按序地驱动所有共用电极350或者从头到尾地扫描每一共用电极350以测量与电极350关联的电容值。在一个实施例中，输入装置可然后从头到尾地按序驱动处于显示屏外部的传感器电极的集合。照这样，保护信号可被驱动至共用电极350上，而所调制信号被驱动至外部传感器电极上。
两维绝对电容性感测
如上所述，通过减轻组件之间的一个或许多寄生电容而根据各种实施例执行显示和/或传感器电极的保护减少输入装置的背景电容。背景电容的减少可使能更先进的电容性感测技术，诸如同步或近同步两维绝对电容性感测，在许多先前绝对电容性感测实现中，背景电容对于某些传感器电极(诸如用于显示更新和电容性感测的共用电极)而言相对大。尽管诸如粗背景补偿的其他技术(coarse)可部分地减轻这些例子中的背景电容，背景电容可以足够大使得这些技术不可行。因而，若布置共用电极来沿输入装置的感测区中的一个轴进行感测，输入装置本质上不能沿该轴感测，从而限制整体感测性能。例如，输入装置可以配置成执行仅沿一维的绝对电容性感测。
图6是依照本文所述的实施例的、采用包括第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极及多个显示电极的输入装置执行电容性感测的方法。一般而言，采用诸如在图7A中描绘的处理系统110(其包括保护放大器720和/或感测模块和/或显示模块710)的处理系统执行方法600。
方法600在框605开始，其中处理系统以第一绝对电容性感测信号驱动第一批多个传感器电极来接收第一结果信号。第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极(Vcom电极)，其在一些例子中可以是分段的。驱动到第一批多个传感器电极上的第一绝对电容性感测信号可以具有任何合适的特征，诸如具有期望振幅和频率的正弦或方波，尽管其他波形是可能的。采用与第一批多个传感器电极耦合的处理系统的一个或多个模拟前端(AFE)来接收第一结果信号。
在框610，处理系统以第一保护信号驱动第二批多个传感器电极以及多个显示电极。框610与框605部分或完全重叠。第一保护信号与第一绝对电容性感测信号在振幅、频率及相位中的一个或多个上相似，以便减少第一批多个传感器电极与第二批多个传感器电极以及多个显示电极的电容性耦合。在一些例子中，第一保护信号与第一绝对电容性感测信号相同。在一些例子中，第一保护信号是不同的。例如，取决于所驱动电极对第一批多个传感器电极的位置，所驱动保护信号的振幅可以是不同的。在一些例子中，不同保护信号被传送到第二批多个传感器电极和/或多个显示电极上。
框605和610在第一时期615内发生，并且在第一时期615期间输入装置的操作在图7A的布置700中描绘。处理系统110用于执行电容性感测并且包括传感器模块705、显示模块715和保护放大器720。传感器模块705一般地对应于在上面关于图1A所描述的传感器模块。传感器模块705包括诸如多个模拟前端(AFE)710的电路，其中模拟前端(AFE)的每个包括模数转换(ADC)电路并且可以包括附加模拟或数字信号调节(conditioning)电路。在一些实施例中，AFE 710可以被指派成执行沿第一轴(X轴AFE 710X)或沿第二轴(Y轴AFE 710Y)的测量。在其他实施例中，AFE 710没有被具体地指派，并且可以采用多路复用或另一方案在不同的时间与不同的传感器电极耦合。
显示模块715对应于在上面关于图1A所描述的显示模块。显示模块715包括处理硬件组件，诸如门选择逻辑305和源极驱动器310。保护放大器720包括配置成产生具有与电容性感测信号相似特征的保护信号215的电路。描绘单个保护信号215；然而，在一些实施例中，保护放大器720配合成产生许多不同的保护信号215，以用于保护输入装置的不同传感器和/或显示电极。例如，不同传感器电极可以布置在离输入装置的输入表面的不同深度，并且所驱动保护信号的振幅被改变，以提供无论不同深度的一致的感测性能(例如，相似的信噪比(SNR))。此外，如上所述，一些传感器电极可以通过驱动保护信号215来保护，而其他的则通过电浮动来保护。
布置700描绘源极电极330、栅极电极325以及共用电极350。为了简单起见，未描绘对应于这些电极的显示像素。布置700也包括大体上垂直于多个共用电极350来布置的多个传感器电极702。在一些实施例中，共用电极350表示以第一绝对电容性感测信号驱动的第一批多个传感器电极，并且传感器电极702表示以第一保护信号驱动的第二批多个传感器电极。在一些实施例中，多个传感器电极702的每个传感器电极可以包括一个或多个共用电极，并且尽管针对每个共用电极350例示单个线条，每个共用电极350可以表示被共同驱动来作为传感器电极的一个或多个共用电极。
共用电极350和传感器电极702的每个可以通过多路复用器340和/或其他合适开关装置选择性地与不同组件耦合。多路复用器340可以交替地将共用电极350与AFE 710Y-1至710Y-N以及与由保护放大器720产生的保护信号215相连接。同样地，多路复用器340可以交替地将传感器电极702与AFE 710X-1至710X-M以及与由保护放大器720产生的保护信号215相连接。在一些实施例中，多路复用器340接收电容性感测信号作为独特的输入，其可以采用合适的控制信号来被选择，以被驱动到共用电极350和/或传感器电极702的所选的多个上。在其他实施例中，采用在多路复用器340外部的其他电路将电容性感测信号驱动到共用电极350和/或传感器电极702上。
在一些实施例中，AFE 710的数量(N+M)与输入装置中共用电极350和传感器电极702的数量相匹配，使得每个共用电极350和传感器电极700按1:1的比例对应于AFE 710。在这个例子中，整个轴或整个感测区可以同时被测量。然而，由于处理系统110的大小和/或功率约束，可能是这样的情况，即，相比共用电极350和传感器电极702的数量，更少的AFE 710包括在处理系统110内。例如，AFE710X-1至710X-M以及710Y-1至710Y-N可以对应于输入装置的感测区的一部分。在另一示例中，用于沿X轴进行感测的AFE 710X-1至710X-M的至少一部分也用于沿Y轴进行感测。在任一例子中，AFE710可以被多路复用成在不同的时间对应于不同的共用电极350和/或传感器电极702，并且可以根据扫描图案等按序测量输入装置的感测区。
多路复用器340可以交替地将源极电极330与源极驱动器310(例如在显示更新期间)以及与由保护放大器产生的保护信号215(例如在电容性感测期间)相连接。同样地，多路复用器340可以交替地将栅极电极325与门选择逻辑305以及与保护信号215相连接。
在第一时期615期间，共用电极350可以以第一电容性感测信号725(由粗的、实线指示)驱动，并且由AFE 710Y-1至710Y-N接收第一结果信号。这一般对应于沿输入装置的第一轴(这里，Y轴)进行感测。栅极电极325、源极电极330以及传感器电极702各自由保护信号215(由细的、虚线指示)来驱动。
返回图6，并且在第二时期630内，在框620处理系统以第二绝对电容性感测信号驱动第二批多个传感器电极来接收第二结果信号。在框625，其与框620至少部分重叠，处理系统以第二保护信号驱动第一批多个传感器电极和多个显示电极。第二绝对电容性感测信号和第二保护信号可以与上面讨论的第一绝对电容性感测信号和第一保护信号相同或不同。
在一些实施例中，第二时期630与第一时期615不重叠，并且在非重叠的第二时期630期间，输入装置的对应操作在图7B的布置730中描绘。在第二时期630期间，各种显示电极(栅极电极325和源极电极330)与保护放大器连接，并且由保护信号215(细的、虚线)驱动。共用电极350也由保护信号215(细的、虚线)驱动，并且传感器电极702由第二电容性感测信号735(粗的、实线)驱动。AFE 710X-1至710X-M接收第二结果信号。
图7A和7B涉及其中通过沿第一轴感测，随后沿第二轴感测而发生两维绝对电容性感测的实施例。在其他实施例中，可以同时感测整个感测区(或整个其部分)。换言之，第一批和第二批多个传感器电极均能够在同一时期期间被感测。这样的实施例在图7C的布置740中描绘，其中具有较小的对方法600的适应性改变。
在布置740中，显示电极(栅极电极325和源极电极330)与保护放大器连接并且由保护信号215(细的、虚线)驱动。以第一电容性感测信号725(粗的、实线)驱动共用电极350，并且AFE 710Y-1至710Y-N接收第一结果信号。以第二电容性感测信号735(粗的、实线)驱动传感器电极702，并且AFE 710X-1至710X-M接收第二结果信号。
无论两维绝对电容性感测同步执行(图7C)还是按序执行(图7A、7B)，电容性感测可以在显示定时(timing)周期内任何合适的部分期间发生。在一些实施例中，电容性感测和显示更新在非重叠时期期间发生，也被称为非显示更新时期。在各种实施例中，非显示更新时期可以在显示帧的两条显示线的显示线更新时期之间发生，并且可以在时间上至少与显示线更新时期一样长。在这样的实施例中，非显示更新时期可以被称为长水平消隐时期、长h消隐时期或分布式消隐时期，其中消隐时期在两个显示更新时期之间发生，并且至少与显示更新时期一样长。在一个实施例中，非显示更新时期在帧的显示线更新时期之间发生，并且足够长以允许要被驱动到传感器电极上的发射器信号的多个转变。在其他实施例中，非显示更新时期可以包括水平消隐时期及垂直消隐时期。
此外，两维绝对电容性感测可以随一些感测类型提供改进的感测性能。例如，跨电容性感测期间，许多发射器(N)可以按序传送感测信号，每个具有对应的脉冲持续时间或时期(T)。因而，为了感测输入装置的整个感测区的电容性像素的每个需要时间(N×T)。然而，假定相似的脉冲时期(T)时间，采用两维绝对电容性感测来感测整个感测区可以被降低至近似于用于同步感测的T或用于按序轴感测的2T(T+T)。取决于组合或融合沿不同轴感测的数据所需的处理，按序轴感测可以需要略大于2T的时间。然而，在任一例子中，两维绝对电容性感测可以提供显著降低的稳定时间，从而允许更好的感测性能(例如，每个显示帧更多感测周期，降低的用于感测的电能消耗)。
返回到图6，在框635处理系统使用多个显示电极以及第一批多个传感器电极(Vcom电极)执行显示更新。一般而言，在显示更新期间多路复用器340将栅极电极325与门选择逻辑305耦合，将源极电极330与源极驱动器310耦合，以及将共用电极350与Vcom耦合。
处理系统一般地在第一和第二时期615、630期间执行两维绝对电容性感测。在第三时期655期间，处理系统配置成执行跨电容性感测。在一些实施例中，在绝对电容性感测或跨电容性感测期间获得的结果可以用作执行其他类型的电容性感测的触发器。例如，处理系统可以执行对应于低电能检测模式的一维绝对电容性感测。基于结果，处理系统可以开始执行两维绝对电容性感测和/或跨电容性感测。
在框640，处理系统以跨电容性感测信号驱动第一批多个传感器电极。跨电容性感测信号可以与第一和/或第二绝对电容性感测信号相同，或者可以在振幅、频率及相位中的一个或多个上不同。在框645，处理系统将第二批多个传感器电极作为接收器电极操作来接收第三结果信号。在框650，处理系统以第三保护信号驱动多个显示电极，第三保护信号可以与其他保护信号相同，或基于跨电容性感测信号而不同。框650与框640、645至少部分重叠。方法600在框650之后结束，但方法600的部分可以在输入装置的操作期间执行任何次数。例如，框635的显示更新可以采用某个规律性来重复，其中不同类型的电容性感测在非显示更新时期期间发生。
图7D的布置750描绘对应于第三时期655的、由输入装置执行的跨电容性感测。在布置750中，显示电极(栅极电极325和源极电极330)与保护放大器连接并以保护信号215驱动(细的、虚线)。以跨电容性感测信号755(粗的、实线)驱动共用电极350(即发射器电极)，而第三结果信号760(粗的、点划线)以传感器电极702(即接收器电极)接收，并由AFE 710X-1至710X-M测量。
结论
驱动保护信号至显示电极、以及没有用于进行电容性测量的那些传感器电极上，可以在测量与传感器电极关联的电容时减轻耦合电容的影响、减少电能损耗、或改进稳定时间。在一些实施例中，保护信号可以具有与电容性感测信号类似的特征(例如，类似的振幅、频率和/或相位)。通过驱动与电容性感测信号大体类似的保护信号至其他电极上，正测量的传感器电极和其他电极之间的电压差保持相同，并且减轻其之间的耦合电容。
保护输入装置的各种电极可以显著减少背景电容，采用快速两维绝对电容性感测对于使共用电极用于显示更新和电容性感测两者的实现而言是可行的。
从而，提出本文阐述的实施例和示例以便最好地解释按照本技术和其特定应用的实施例以及从而使得本领域技术人员能够实现并使用本公开。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公开限定到所公开的精确形式。
综上所述，本公开的范围由附随的权利要求来确定。
SYNA/140296CN01-附图标记
Figure BDA0001124910280000381

Claims (20)

1.一种输入装置，包括：
第一批多个传感器电极，其中所述第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，每个共用电极配置成被驱动用于显示更新及用于电容性感测；
第二批多个传感器电极；
多个显示电极；以及
处理系统，其包括保护放大器并与所述第一批多个传感器电极、所述第二批多个传感器电极以及所述多个显示电极耦合，其中，所述保护放大器配置成产生不同的保护信号，以用于保护布置在离所述输入装置的输入表面的不同深度处的传感器电极，并且，所述处理系统配置成，在第一时期期间：
以第一绝对电容性感测信号驱动所述第一批多个传感器电极来接收第一结果信号；以及
以来自所述保护放大器的第一保护信号驱动所述第二批多个传感器电极和所述多个显示电极。
2.如权利要求1所述的输入装置，其中所述第一绝对电容性感测信号和所述保护信号具有相同的振幅和相同的相位中至少一个。
3.如权利要求1所述的输入装置，其中所述处理系统还配置成，在第二时期期间：
以第二绝对电容性感测信号驱动所述第二批多个传感器电极来接收第二结果信号；以及
以来自所述保护放大器的第二保护信号驱动所述第一批多个传感器电极和所述多个显示电极。
4.如权利要求3所述的输入装置，其中所述第一和第二时期不重叠。
5.如权利要求1所述的输入装置，其中所述第二批多个传感器电极布置在以下其中之一上：所述显示器的滤色玻璃、所述显示器的透镜及所述显示器的偏振器。
6.如权利要求1所述的输入装置，其中所述处理系统还配置成，在第三时期期间：
通过以跨电容性感测信号驱动所述第一批多个传感器电极来将所述第一批多个传感器电极作为发射器电极操作；以及
将所述第二批多个传感器电极作为接收器电极操作来接收第三结果信号，
其中所述第一和第三时期不重叠。
7.如权利要求1所述的输入装置，其中所述多个显示电极包括所述显示器的源极电极及所述显示器的栅极电极中至少一个。
8.一种处理系统，包括：
保护放大器，其配置成产生不同的保护信号，以用于保护布置在离输入表面的不同深度处的传感器电极；以及
传感器模块，包括与所述保护放大器耦合的电路，并配置成：
与第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极和多个显示电极耦合，其中所述第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，每个共用电极配置成被驱动用于显示更新以及用于电容性感测；以及
在第一时期期间：
以第一绝对电容性感测信号驱动所述第一批多个传感器电极来接收第一结果信号；以及
以来自所述保护放大器的第一保护信号驱动所述第二批多个传感器电极和所述多个显示电极。
9.如权利要求8所述的处理系统，其中触摸控制器电路还配置成产生具有与所述保护信号相同振幅及相同相位中至少一个的所述第一绝对电容性感测信号。
10.如权利要求8所述的处理系统，其中触摸控制器电路还配置成：
在第二时期期间：
以第二绝对电容性感测信号驱动所述第二批多个传感器电极来接收第二结果信号；以及
以来自所述保护放大器的第二保护信号驱动所述第一批多个传感器电极和所述多个显示电极。
11.如权利要求10所述的处理系统，其中所述第一和第二时期不重叠。
12.如权利要求8所述的处理系统，其中所述保护放大器和触摸控制器电路布置在单个集成电路上。
13.如权利要求8所述的处理系统，其中触摸控制器电路还配置成：
在第三时期期间：
通过以跨电容性感测信号驱动所述第一批多个传感器电极来将所述第一批多个传感器电极作为发射器电极操作；以及
将所述第二批多个传感器电极作为接收器电极操作来接收第三结果信号，
其中所述第一和第三时期不重叠。
14.如权利要求8所述的处理系统，其中以所述第一保护信号驱动所述多个显示电极包括驱动所述显示器的源极电极及所述显示器的栅极电极中至少一个。
15.一种采用包括第一批多个传感器电极、第二批多个传感器电极以及多个显示电极的输入装置执行电容性感测的方法，包括：
利用保护放大器产生不同的保护信号，以用于保护布置在离所述输入装置的输入表面的不同深度处的传感器电极；
在第一时期期间：
以第一绝对电容性感测信号驱动所述第一批多个传感器电极来接收第一结果信号；以及
以来自所述保护放大器的第一保护信号驱动所述第二批多个传感器电极和所述多个显示电极，
其中所述第一批多个传感器电极的每个包括显示器的至少一个共用电极，并且其中每个共用电极配置成被驱动用于显示更新及用于电容性感测。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一绝对电容性感测信号和所述保护信号具有相同的振幅和相同的相位中至少一个。
17.如权利要求15所述的方法，还包括：
在第二时期期间：
以第二绝对电容性感测信号驱动所述第二批多个传感器电极来接收第二结果信号；以及
以来自所述保护放大器的第二保护信号驱动所述第一批多个传感器电极和所述多个显示电极，
其中所述第一和第二时期不重叠。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述第二批多个传感器电极布置在以下其中之一上：所述显示器的滤色玻璃、所述显示器的透镜及所述显示器的偏振器。
19.如权利要求15所述的方法，还包括：
在第三时期期间：
通过以跨电容性感测信号驱动所述第一批多个传感器电极来将所述第一批多个传感器电极作为发射器电极操作；以及
将所述第二批多个传感器电极作为接收器电极操作来接收第三结果信号，
其中所述第一和第三时期不重叠。
20.如权利要求15所述的方法，其中所述多个显示电极包括所述显示器的源极电极及所述显示器的栅极电极中至少一个。
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