显示保护技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例一般涉及在执行电容性感测时管理寄生电容，并且更具体地，涉及 传送保护信号到显示电极上以用于管理寄生电容。
【背景技术】
[0002] 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型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不透明触摸垫）。接近传感器装置也经常用于较小 型计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。
【发明内容】
[0003] 本文描述的一个实施例是输入装置，其包括多个建立该输入装置的感测区的传感 器电极以及至少一个配置成在显示更新期间设定与显示装置的像素关联的电压的显示电 极。输入装置进一步包括耦合到该多个传感器电极和该至少一个显示电极的处理系统，以 驱动所调制信号到该多个传感器电极的第一传感器电极上来获得在第一时期期间输入对 象和该第一传感器电极之间的电容性耦合的变化，以及在保护模式中操作该至少一个显示 电极来减轻在第一时期期间该第一传感器电极和该至少一个显不电极之间的親合电容的 影响。
[0004] 本文描述的另一个实施例是一种用于在执行电容性感测时减轻与显示电极关联 的耦合电容的影响的方法。该方法包括驱动所调制信号到该多个传感器电极中的第一传感 器电极上来检测在第一时期期间输入对象和该第一传感器电极之间的电容性耦合的变化。 该方法还包括在保护模式中操作该显示电极来减轻在第一时期期间该第一传感器电极和 该显示电极之间的耦合电容的影响。
[0005] 本文描述的另一个实施例是一种用于输入装置的处理系统。该处理系统包括显示 驱动器模块，其包括显示驱动器电路，其中显示驱动器电路耦合到至少一个显示电极并且 配置成驱动该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在第一时间段期间多个传感器电极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。在第一时间段期间，该第一传感器电极以所 调制信号来驱动以检测该第一传感器电极和输入对象之间的电容的变化。
[0006] 本文描述的另一个实施例是一种用于输入装置的处理系统。该处理系统包括包括 传感器电路的传感器模块并且耦合到多个传感器电极。该传感器模块配置成，在第一时间 段期间，以所调制信号驱动该多个传感器电极其中之一以检测该一个传感器电极和输入对 象之间的电容性耦合的变化。该传感器模块耦合到并且同步于显示驱动器模块，该显示驱 动器模块配置成在保护模式中操作至少一个显示电极来减轻在第一时间段期间该一个传 感器电极和该至少一个显示电极之间的耦合电容的影响。
【附图说明】
[0007] 为了使本发明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、本发明的更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。但要注意，因本发明可 容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示本发明典型的实施例，不应因此被认为限 定本发明的范围。
[0008] 图1A是根据本文描述的实施例的、集成于示例性显示装置中的输入装置的示意 性框图。
[0009] 图1B-1G根据本文描述的实施例、例示输入装置中的各种电容。
[0010] 图2A-2F根据本文描述的实施例、例示用于测量电容的电路模型。
[0011] 图3A-3B是根据本文描述的实施例的、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。
[0012] 图4A-4B根据本文描述的实施例、例示用于保护显示系统中的栅极电极的集成触 摸和显示控制器。
[0013] 图5是根据本文描述的实施例的、显示系统的示意性框图，其中显示电极用于执 行电容性感测。
[0014] 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。这里所指的附图不应被理解为按比例绘制，除非特别说明。同样，通常简化附图，并 且省略细节或元件以便陈述和解释的清楚。附图及讨论服务于解释下面讨论的原理，其中 类似的标注表示类似的元件。
【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。为实现此，该输入装置可以驱动电容性感测信号到传感 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该输入 装置交互的位置。在一个实施例中，该电极可以接近该输入装置中其他电极而定位。例如， 该输入装置可以包括用于向用户输出图像的显示屏。该传感器电极可以安装于显示屏的顶 部，或者集成于该显示屏内的一层或多层中。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），可以电容性地耦合至传感器电极。这个耦合电容可能导 致该输入装置，在驱动电容性感测信号到电极上时，测量与该输入对象没有关联的电容。这 个额外的电容能够消耗系统动态范围并限制对因输入对象产生的电容变化的灵敏性。这个 非期望的额外的电容也能够因诸如图像内容或传感器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。
[0018] 传送保护信号至显示电极上以及至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或 改进建立时间。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（所 调制信号或发射器信号）类似的特征（例如，类似的振幅、频率或相位）。通过驱动类似 于电容性感测信号的保护信号至显示电极上，传感器电极和显示电极之间的电压差保持相 同。因而，电极之间的耦合电容并不影响在电容性感测期间获得的电容测量。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。
[0019] 图1A是根据本技术的实施例的、集成于示例性显示装置160的输入装置100的示 意性框图。尽管示出本公开的所例示实施例与显示装置集成，应预期到本发明可在未与显 示装置集成的输入装置中具体化。输入装置1〇〇可配置成向电子系统150提供输入。如这 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。电子系统的一些非限定性示例包括所有大小和形状的个人电脑，诸如桌上型电脑、膝上 型电脑、上网本电脑、平板电脑、网页浏览器、电子书阅读器以及个人数字助手（PDA)。电子 系统的附加示例包括合成输入装置，例如包括输入装置100和独立操纵杆或键开关的物理 键盘。电子系统的另外示例包括外围设备，诸如数据输入设备（包括远程控件和鼠标）和 数据输出设备（包括显示屏和打印机）。其他示例包括远程端、广告亭和视频游戏机（例如 视频游戏控制台、便携式游戏设备等）。其他示例包括通信装置（包括诸如智能电话的蜂窝 电话）、以及媒体装置（包括录音机、编辑器和诸如电视的播放器、机顶盒、音乐播放器、数 字相片框和数码相机）。此外，电子系统可以是输入装置的主机或从机。
[0020] 输入装置100能够实现为电子系统150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可使用下列项的一个或多个与电子系统150的部件通信：总 线、网络或其他有线或无线互连。示例包括1 2(：、3?1、？3/2、通用串行总线（1^8)、81116切〇也， RF以及IRDA。
[0021] 在图1A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170中提供的输入。 示例输入对象包括如图1A所示的手指和触控笔。
[0022] 感测区170包含在输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输 入装置100能够检测用户输入（例如，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170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170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，而且可随使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，其中输入包括与输入装置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。
[0023] 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170中的用 户输入。输入装置1〇〇包括多个用于检测用户输入的感测元件120。输入装置100可以包 括一个或多个进行结合来形成传感器电极的感测元件120 (也使用参考标号120来指称）。 作为几个非限定性示例，输入装置100可使用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁声、超声、 和/或光技术。
[0024] -些实现配置成提供跨越一、二、三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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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