本发明涉及一种显示设备，尤其涉及一种具有显示及感测功能的显示设备及其控制装置。
背景技术：
：：随着科技的进步，各类型的移动装置，如智能型手机(smartphone)、平板计算机(tablet)、笔记本电脑(laptop)、卫星导航系统(GPSnavigatorsystem)及电子书(electronicbook)等，已成为人们生活中不可或缺的部分。不同于传统的手机仅具有通话功能，现今的移动装置将通信、连网、拍照、游戏、数据处理等功能整合在一起，多功能的设计使得移动装置更受到消费者的喜爱。指纹识别是一种常见的功能，用来处理各种电子装置及移动装置的安全性及隐私问题，指纹识别可通过各种技术来实现，例如电容感测、光感测(影像感测)、热能、超声波等。举例来说，一移动电话可能具有一指纹识别接口内建于主页键(homebutton)或特定区域，可用来侦测用户的指纹。对于配备有显示面板及指纹识别接口的电子装置而言，显示面板及指纹识别接口为相互分离的组件，且用于指纹识别接口的感测电路以及用于显示面板的显示驱动电路也往往实现于不同电路或模块，因而增加了装置结构的复杂度，同时限制了可进行指纹输入的区域。技术实现要素：因此，本发明的主要目的即在于提供一种具有显示及感测功能的显示设备及其控制装置。显示设备的面板同时具有数据显示及影像感测功能，其可达到显示设备上的全屏幕显示而不需使用任何额外的按键，使得显示设备具有良好的机构设计，同时能降低成本。本发明公开了一种控制装置，用于具有显示及感测功能的一面板。所述控制装置包括多个信道端点及多个控制单元。所述多个信道端点耦接于所述面板。所述多个控制单元中每一控制单元耦接于所述多个信道端点当中的一信道端点，每一控制单元被设定用来选择性地产生一显示信号以通过所述信道端点传送至所述面板以及根据通过所述信道端点从所述面板接收到的一感测信号来产生一影像感测数据。本发明还公开了一种显示设备，其包括一面板及一控制装置。所述面板具有显示及感测功能，可用来接收一显示信号并产生一感测信号。所述控制装置包括多个信道端点及多个控制单元。所述多个信道端点耦接于所述面板。所述多个控制单元中每一控制单元耦接于所述多个信道端点当中的一信道端点，每一控制单元被设定用来选择性地产生所述显示信号以通过所述信道端点传送至所述面板以及根据通过所述信道端点从所述面板接收到的所述感测信号来产生一影像感测数据。附图说明图1为现有一显示设备的示意图。图2为现有一影像感测装置的示意图。图3为本发明实施例一读取电路的示意图。图4为本发明实施例一控制装置的示意图。图5A及图5B为本发明实施例一移动装置上显示区域及影像感测区域的布置的示意图。图6为本发明实施例具有影像感测及显示功能的一显示设备的示意图。图7A及图7B为图4的控制装置中的控制单元的运作模式设定的示意图。图8为本发明实施例另一控制装置的示意图。图9A及图9B为图8的控制装置中的控制单元的运作模式设定的示意图。其中，附图标记说明如下：10、60显示设备100显示面板102源极驱动装置104、604栅极驱动装置110、210、310、402、606时序控制器112、312、404参考电压产生器CLC液晶电容CS存储电容DC_1～DC_N数据驱动单元CH1～CHn信道端点20影像感测装置200侦测面板202读取电路204行驱动装置212模拟数字转换器214数据选择器RD_1～RD_N、RD’_1～RD’_N读取单元300读取电路400、602、800控制装置410运算放大器412相关双采样电路414数据转换电路416电平移位器418锁存电路420、802a、802b移位寄存器C_1～C_N、C’_1～C’_N控制单元600面板具体实施方式请参考图1，图1为现有一显示设备10的示意图。如图1所示，显示设备10包括一显示面板100、一源极驱动装置102、一栅极驱动装置104及一时序控制器110。显示面板100包括多个像素，以阵列方式布置，其中，每一显示像素包括一薄膜晶体管(Thin-FilmTransistor，TFT)、一液晶电容CLC及一存储电容CS，用来接收并存储来自于源极驱动装置102的显示数据。源极驱动装置102包括一参考电压产生器112及多个数据驱动单元DC_1～DC_N。时序控制器110可通过连接于时序控制器110与数据驱动单元DC_1～DC_N之间的数据总线来传送显示数据至数据驱动单元DC_1～DC_N，并控制数据驱动单元DC_1～DC_N的运作。时序控制器110可单独实现于一集成电路(IntegratedCircuit，IC)，或与源极驱动装置102整合在同一集成电路。参考电压产生器112可提供参考电压给数据驱动单元DC_1～DC_N。举例来说，参考电压产生器112可以是一伽玛产生器(gammagenerator)，用来产生可用于数据驱动单元DC_1～DC_N中数字模拟转换器的伽玛电压(gammavoltage)。除此之外，数据驱动单元DC_1～DC_N可分别通过多个信道端点CH1～CHn耦接于显示面板100，其中，每一数据驱动单元DC_1～DC_N耦接于信道端点CH1～CHn中相对应的信道端点。每一数据驱动单元DC_1～DC_N包括一运算放大器(OperationalAmplifier，OpAmp)、一数字模拟转换器(DigitaltoAnalogConverter，DAC)、一电平移位器(LevelShifter)、一锁存电路(LatchCircuit)及一移位寄存器(ShiftRegister)。移位寄存器耦接于锁存电路，可根据来自于时序控制器110的一时间序列来控制锁存电路的运作。锁存电路可用来存储时序控制器110通过上述数据总线传送的显示数据，并根据移位寄存器的控制来发送显示数据。电平移位器耦接于锁存电路，可用来转移来自于锁存电路的显示数据的电压电平。耦接于电平移位器的数字模拟转换器再将具有数字形式的显示数据转换为具有模拟形式的显示信号。运算放大器耦接于数字模拟转换器，可作为一电压缓冲器，用来传送显示信号以驱动显示面板100。通过这样的方式，显示信号可被传送至显示面板100上的一目标显示像素以进行显示。栅极驱动装置104可开启目标显示像素的薄膜晶体管，使得显示像素可接收所述显示信号。栅极驱动装置104可以是一栅极驱动集成电路，或者可通过栅极驱动电路基板技术(GateOnArray，GOA)实现于显示面板100的玻璃基板上。栅极驱动装置104的运作受控于时序控制器110。请参考图2，图2为现有一影像感测装置20的示意图。如图2所示，影像感测装置20包括一侦测面板200、一读取电路202、一行驱动装置204及一时序控制器210。侦测面板200包括多个像素，以阵列方式布置，其中，每一像素的电路结构包括一晶体管、一存储电容及一光二极管，上述结构为本领域的技术人员所熟知，在此不赘述。侦测面板200的每一像素可感测周围的光线，并根据接收到的光线强度，转换为一电流信号，进而产生一影像感测信号，如此一来，侦测面板200可用来实现指纹识别。行驱动装置204可开启一行像素的晶体管，使得读取电路202可从所述行像素接收影像感测信号。读取电路202包括一模拟数字转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)212、一数据选择器214及多个读取单元RD_1～RD_N。读取单元RD_1～RD_N分别通过多个信道端点CH1～CHn耦接于侦测面板200，其中，每一读取单元RD_1～RD_N分别通过信道端点CH1～CHn中相对应的一信道端点耦接于侦测面板200上相对应的一列像素。每一读取单元RD_1～RD_N包括一运算放大器及一相关双采样(CorrelatedDoubleSampling，CDS)电路。运算放大器可用来接收并放大来自于侦测面板200的感测信号。相关双采样电路耦接于运算放大器，可从运算放大器接收感测信号以后，降低所述感测信号中的噪声。数据选择器214耦接于读取单元RD_1～RD_N，可选择性地转传任一感测信号至模拟数字转换器212。详细来说，数据选择器214可并行接收读取单元RD_1～RD_N的感测信号，将感测信号存储在缓冲器中，再依序传送各别感测信号至模拟数字转换器212。模拟数字转换器212耦接于数据选择器214，可将具有模拟形式的感测信号转换为具有数字形式的影像感测数据。接着，时序控制器210再从模拟数字转换器212接收影像感测数据。时序控制器210可控制行驱动装置204及读取电路202的运作，以接收影像感测数据。根据本发明的一实施例，显示设备10中的源极驱动装置102以及影像感测装置20中的读取电路202的运作可相互整合，以从面板接收影像感测信号并驱动面板以显示数据。面板也可整合显示面板100及侦测面板200的结构，以同时实现显示及影像感测功能。信道端点作为连接集成电路(其包括源极驱动装置102及读取电路202)及面板之间的接口，可用来传送显示信号及感测信号。换句话说，电子装置中的显示及影像感测功能可共享相同的面板，同时共享相同的信道端点及控制电路。为了整合图1中的数据驱动单元DC_1～DC_N及图2中的读取单元RD_1～RD_N的电路结构，可先对读取单元RD_1～RD_N进行修改，使其具有相似于数据驱动单元DC_1～DC_N的电路结构。请参考图3，图3为本发明实施例一读取电路300的示意图。如同图2的读取电路202，读取电路300也包括多个读取单元RD’_1～RD’_N。读取单元RD’_1～RD’_N的电路结构是从图2的读取单元RD_1～RD_N修改而得，并保留读取单元RD_1～RD_N的功能。读取单元RD’_1～RD’_N可分别通过多个信道端点CH1～CHn耦接于相对应的一侦测面板，其中，每一读取单元RD’_1～RD’_N耦接于信道端点CH1～CHn中相对应的一信道端点。读取电路300耦接于一时序控制器310，时序控制器310可从读取单元RD’_1～RD’_N接收影像感测数据。读取电路300还包括一参考电压产生器312，可用来提供参考电压。时序控制器310可单独实现于一集成电路，或与读取电路300整合在同一集成电路。每一读取单元RD’_1～RD’_N都包括一运算放大器、一相关双采样电路、一模拟数字转换器、一电平移位器、一锁存电路及一移位寄存器。其中，运算放大器及相关双采样电路的运作方式及电路结构都相同于读取电路202中的运算放大器及相关双采样电路，即，运算放大器用来传送感测信号，而相关双采样电路可降低感测信号中的噪声。读取单元RD’_1～RD’_N中的模拟数字转换器则与读取电路202中的模拟数字转换器212具有相似功能，其可将具有模拟形式的感测信号转换为具有数字形式的影像感测数据。其差异仅在于图3中的模拟数字转换器设置在每一读取单元RD’_1～RD’_N，用来对相对应的感测信号进行转换。电平移位器耦接于模拟数字转换器，可用来转移来自于模拟数字转换器的影像感测数据的电压电平。移位寄存器则耦接于锁存电路，可根据来自于时序控制器310的一时间序列来控制锁存电路的运作。因此，锁存电路可存储来自于电平移位器的影像感测数据，并根据移位寄存器的控制，将所述影像感测数据通过数据总线传送至时序控制器310。由图1及图3可知，数据驱动单元DC_1～DC_N及读取单元RD’_1～RD’_N包括相似的功能块，可轻易地结合。更明确来说，运算放大器、电平移位器、锁存电路及移位寄存器同时存在于数据驱动单元DC_1～DC_N及读取单元RD’_1～RD’_N，而读取单元RD’_1～RD’_N不同于数据驱动单元DC_1～DC_N之处在于，读取单元RD’_1～RD’_N还包括相关双采样电路，且读取单元RD’_1～RD’_N采用模拟数字转换器将信号格式由模拟转换成数字，而数据驱动单元DC_1～DC_N采用数字模拟转换器将信号格式从数字转换成模拟。除此之外，在数据驱动单元DC_1～DC_N及读取单元RD’_1～RD’_N中，信号传输的方向互不相同，因此，整合后的功能块需能够选择性地往不同方向传送数据或信号。请参考图4，图4为本发明实施例一控制装置400的示意图。控制装置400同时具备显示及感测功能，其包括多个信道端点CH1～CHn，耦接于一面板及多个控制单元C_1～C_N之间。每一控制单元C_1～C_N耦接于信道端点CH1～CHn当中的一者，每一控制单元C_1～C_N被设定用来选择性地产生一显示信号以通过相对应的信道端点传送至面板以及根据通过相对应的信道端点从面板接收到的一感测信号来产生一影像感测数据。换句话说，控制单元C_1～C_N可选择性地运作在一驱动模式或一读取模式。在驱动模式之下，控制单元C_1～C_N可传送显示信号至面板，并驱动面板显示所述显示信号。在读取模式之下，控制单元C_1～C_N可从面板接收感测信号，并据此产生影像感测数据。控制装置400还包括一参考电压产生器404，且控制装置400耦接于一时序控制器402。时序控制器402可位于独立于控制装置400的一集成电路，或者与控制装置400整合在同一集成电路。时序控制器402可用来传送显示数据至控制单元C_1～C_N，并从控制单元C_1～C_N接收影像感测数据。时序控制器402也可用来控制控制单元C_1～C_N的运作。参考电压产生器404可提供参考电压给控制单元C_1～C_N。参考电压产生器404可以是一伽玛产生器，用来产生可用于控制单元C_1～C_N中数据转换电路的伽玛电压。值得注意的是，控制单元C_1～C_N可选择性地运作在驱动模式或读取模式。更明确来说，在控制装置400中，控制单元C_1～C_N可根据时序控制器402的控制，运作在驱动模式或读取模式。举例来说，在一第一期间内，控制单元C_1～C_N被设定运作在驱动模式，以产生显示信号并通过信道端点CH1～CHn传送显示信号至面板。另外，在一第二期间，控制单元C_1～C_N被设定运作在读取模式，以从面板通过信道端点CH1～CHn接收感测信号，并根据接收到的感测信号来产生影像感测数据。请继续参考图4。每一控制单元C_1～C_N包括一运算放大器410、一相关双采样电路412、一数据转换电路414、一电平移位器416、一锁存电路418及一移位寄存器420。值得注意的是，每一控制单元C_1～C_N都为图1的数据驱动单元以及图3的读取单元的结合，因此，每一控制单元C_1～C_N都存在部分相似于源极驱动装置中数据驱动单元的电路结构，其它部分则相似于影像感测装置的读取装置中读取单元的电路结构。运算放大器410可选择性地传送一显示信号以驱动面板以及从面板接收一感测信号。更明确来说，当运作在驱动模式时，运算放大器410可传送显示信号以驱动面板；当运作在读取模式时，运算放大器410可从面板接收感测信号。相关双采样电路412耦接于运算放大器410，可从运算放大器412接收感测信号以后，降低所述感测信号中的噪声。如图4所示，通过电路路径的选择，相关双采样电路412只运作在读取模式之下。数据转换电路414可用来选择性地在驱动模式之下将具有数字形式的显示数据转换为具有模拟形式的显示信号，此时数据转换电路414可视为一数字模拟转换器，此外，数据转换电路414也可选择性地在读取模式之下将具有模拟形式的感测信号转换为具有数字形式的影像感测数据，此时数据转换电路414可视为一模拟数字转换器。数据转换电路414可从参考电压产生器404接收参考电压，以进行数据转换。在一实施例中，数据转换电路414可在进行模拟到数字转换以及进行数字到模拟转换时接收相同参考电压，通过这样的方式，模拟数字转换器及数字模拟转换器的运作可使用相同参考电压，并可共享相同的参考电压产生器404以及相同的传输线。值得注意的是，模拟数字转换器或数字模拟转换器都需要大量传输线以传送参考电压，因此，传输线的共享可大幅降低传输线的数量，进而降低芯片尺寸及芯片成本。除此之外，电平移位器416耦接于数据转换电路414，可用来选择性地转移显示数据的电压电平以及转移影像感测数据的电压电平。更明确来说，当电平移位器416运作在驱动模式时，可用来转移显示数据的电压电平，而当电平移位器416运作在读取模式时，可用来转移影像感测数据的电压电平。一般来说，运算放大器410应运作在一较高电压电平以驱动面板进行显示，而时序控制器402应运作在一较低电压电平以节省耗电。在此情况下，电平移位器416可提升显示数据的电压电平，以传送到数据转换电路414及运算放大器410，并可降低影像感测数据的电压电平，以传送到锁存电路418及时序控制器402。锁存电路418耦接于电平移位器416及时序控制器402，可用来选择性地存储来自于时序控制器402的显示数据以及存储欲传送至时序控制器402的影像感测数据。更明确来说，当锁存电路418运作在驱动模式时，可用来存储来自于时序控制器402的显示数据，而当锁存电路418运作在读取模式时，可用来存储欲传送至时序控制器402的影像感测数据。移位寄存器420耦接于锁存电路418及时序控制器402，可根据来自于时序控制器402的一时间序列来控制锁存电路418，使得锁存电路418可选择性地从时序控制器402接收显示数据以及传送影像感测数据至时序控制器402。时序控制器402可控制控制单元C_1～C_N中移位寄存器420的运作。在驱动模式中，时序控制器402可依序传送显示数据至控制单元C_1～C_N，并设定控制单元C_1～C_N中的移位寄存器420，以控制锁存电路418依序接收显示数据。接着，控制单元C_1～C_N即可同时输出显示数据，以显示在一扫描线上。在读取模式中，控制单元C_1～C_N可接收一行像素的影像感测信号，并将其转换及存储在锁存电路418。时序控制器402可设定控制单元C_1～C_N中的移位寄存器420，以控制锁存电路418输出影像感测数据至时序控制器402。显示数据的传输以及影像感测数据的传输可共享相同的数据总线，以降低芯片尺寸。换句话说，控制单元C_1～C_N可通过一数据总线从时序控制器402接收用来产生显示信号的显示数据，并通过相同数据总线传送影像感测数据至时序控制器402，所述影像感测数据是根据感测信号而产生。值得注意的是，根据时序控制器402所产生的控制信号(未绘出)，控制单元C_1～C_N可被控制用来选择性地产生显示信号以及产生影像感测数据。面板也可被设定用来选择性地进行画面显示以及影像感测。面板可包括一显示区域，其具有多个显示像素，以阵列方式布置，其中，每一显示像素的电路结构都相似于图1的显示像素，且每一显示像素可从信道端点CH1～CHn中相对应的一信道端点接收一显示信号。面板也可包括一影像感测区域，其具有多个影像感测像素，以阵列方式布置，影像感测像素可产生一感测信号并传送所述感测信号至信道端点CH1～CHn中相对应的一信道端点。在面板上，显示区域及影像感测区域可通过任何方法进行布置。请参考图5A及图5B，图5A及图5B为本发明实施例一移动装置上显示区域及影像感测区域的布置的示意图。在图5A中，移动装置具有一面板，其多数区域被设定为显示区域，而显示区域下方设置有一小块影像感测区域。图5的面板可受控于一控制装置(如图4中的控制装置400)。在此例中，图5A下方的影像感测区域可用来进行指纹识别。在图5B中，移动装置具有一面板，其中，显示像素及影像感测像素相互交错，以例如一西洋棋盘的方式布置。在此例中，图5B的影像感测像素分布在整块面板上，因此整块面板都可用来进行指纹识别。图5B的面板可受控于图8所绘出的控制装置。请参考图6，图6为本发明实施例具有影像感测及显示功能的一显示设备60的示意图，其采用了上述整合后的控制单元及控制装置。如图6所示，显示设备60包括一面板600、一控制装置602、一栅极驱动装置604及一时序控制器606。面板600包括多个显示像素及多个影像感测像素，其中显示像素设置在面板600的上半区域而影像感测像素设置在面板600的下半区域，其布置方式如同图5A的面板。关于显示像素的详细结构不限于任一特定形式，其可以是图1中的液晶显示像素，或是有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)像素，这些像素结构应为本领域的技术人员所熟知。此外，关于影像感测像素的详细结构也不限于任一特定形式，其可采用光学感应(通过光二极管)、电容式感应、或压阻式(piezoresistive)感应，这些感应方式应为本领域的技术人员所熟知，在此不赘述。控制装置602包括多个控制单元，其电路结构相同于图4中的控制单元C_1～C_N。栅极驱动装置604则相似于图1中的栅极驱动装置104及图2中的行驱动装置204。栅极驱动装置604可用来开启显示像素及影像感测像素。本领域的技术人员应可根据上述说明，推知显示设备60的详细运作方式，在此不赘述。另外需注意的是，时序控制器606可分别控制每一控制单元C_1～C_N的运作模式。请参考图7A及图7B，图7A及图7B为控制单元C_1～C_N的运作模式设定的示意图。如图7A所示，所有控制单元C_1～C_N都运作在驱动模式。在此例中，时序控制器可传送显示数据至所有控制单元C_1～C_N，且控制单元C_1～C_N可通过信道端点CH1～CHn传送欲显示的显示信号至面板。如图7B所示，所有控制单元C_1～C_N都运作在读取模式。在此例中，控制单元C_1～C_N可通过信道端点CH1～CHn从面板接收感测信号，并对应传送影像感测数据至时序控制器。根据图6的实施例，控制单元C_1～C_N在不同时间之下选择性地运作在驱动模式(如图7A所示)以及运作在读取模式(如图7B所示)，且所有控制单元C_1～C_N可由时序控制器通过一控制信号来控制，所述控制信号可指示控制单元C_1～C_N的运作模式。另一方面，时序控制器也可输出N个控制信号来分别控制控制单元C_1～C_N，以实现驱动模式(如图7A所示)及读取模式(如图7B所示)的选择性运作方式。如上所述，显示及影像感测运作可共享相同面板并共享相同信道端点及控制装置中的控制单元，以节省芯片成本及芯片面积。图4的控制装置400说明了控制单元共享的装置，但本发明的范畴不应限制在此共享装置结构。在本发明的另一实施例中，控制装置中可存在部分控制单元运作在驱动模式而同时其它控制单元运作在读取模式。时序控制器可分别控制每一控制单元的运作模式。举例来说，请参考图8，图8为本发明实施例另一控制装置800的示意图。控制装置800包括控制单元C’_1～C’_N，每一控制单元C’_1～C’_N分别受控于时序控制器，以选择性地运作在驱动模式及读取模式。控制装置800的电路结构相似于图4中控制装置400的电路结构，故具有相似功能的信号及组件都以相同符号表示。控制装置800与控制装置400之间的主要差异在于，控制装置800中每一控制单元C’_1～C’_N都包括两个移位寄存器820a及820b，其中，一移位寄存器820a用来控制显示数据的存储及传输，另一移位寄存器820b则用来控制影像感测数据的存储及传输。图8的时序控制器402针对显示数据及影像感测数据采用不同移位寄存器，可控制相邻两控制单元运作在不同运作模式之下，而不致在数据总线的信号传输上发生冲突。两移位寄存器分别用于驱动模式及读取模式，可在同一扫描线上(即一行像素上)实现显示及影像感测运作，即，在同一时间实现显示及影像感测运作。请参考图9A及图9B，图9A及图9B为图8的控制装置800中的控制单元C’_1～C’_N的运作模式设定的示意图。如图9A所示，奇数信道的控制单元运作在驱动模式，偶数信道的控制单元运作在读取模式。根据图9A中控制单元C’_1～C’_N的运作模式设定，相对应面板上的显示区域及影像感测区域可呈现如图5B所示的布置方式。在另一实施例中，如图9B所示，控制单元C’_1～C’_5运作在驱动模式而控制单元C’_6～C’_N运作在读取模式。值得注意的是，根据本发明的实施例，控制单元中各组件，如运算放大器、数据转换电路、电平移位器、锁存电路及移位寄存器等，都可选择性地进行整合。本领域的技术人员可选择整合上述组件中任一或多者，以运作在驱动模式及读取模式，其整合方法不限于此。综上所述，本发明提供了一种具有显示及感测功能的显示设备。显示设备包括一面板以及用来控制面板的一控制装置。显示及影像感测运作可共享相同的面板，同时共享相同的信道端点及控制装置(如集成电路)中的控制单元。在对影像感测装置的读取电路进行电路结构修改以后，读取单元可与显示设备中的源极驱动电路相互结合。控制单元中的电路组件，例如运算放大器、数据转换电路、电平移位器、锁存电路及移位寄存器等，可进行共享并运作在驱动模式及读取模式。用来传送显示数据、影像感测数据及参考电压的数据总线也可进行共享，可因此节省芯片尺寸及芯片成本。随着数据显示及影像感测功能的整合，显示设备的面板能够以更有效率的方式进行使用，而不需设置额外的区域作为指纹识别装置，使得显示设备的机构设计获得优化，同时达到降低成本的功效。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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