驱动内嵌式触摸显示面板的装置和方法与流程

本专利申请一般地涉及电子设备，更具体地涉及一种用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置和方法。

背景技术：

近年来，对紧密集成显示模块和触摸传感器的需求日益增加。显示模块和触摸传感器构成了通常用于当代智能电话和移动设备中的人机界面的输出和输入设备。在最紧密的集成中，构成触摸传感器的组件制造于显示模块内部，从而最终实现纤薄的智能电话和移动设备。这种紧密结构在业界被称为内嵌式触摸显示。

除了纤薄外，将触摸传感器集成入显示模块可以将纯芯片制作在玻璃基板上(COG)。COG提供了低成本、高可靠且简化的PCB设计。

另一方面，将触摸传感器集成入显示模块产生如下的后果。在内嵌式触摸中，触摸传感器和显示模块紧贴地堆叠着。如果显示器的驱动电路和触摸电路同时工作，则显示器的驱动信号可以影响触摸信号的正常感应。一般的解决方法是通过时间复用来分离二者的工作。

利用时间复用，hblank模式操作允许触摸感应响应速度不同于显示驱动帧率。在典型的移动电话应用中，显示帧率为60Hz，而触摸响应速度需要80Hz或更高。虽然hblank模式驱动有其优点，但是，它需要应用处理器(AP)和内嵌式触摸显示器把一帧内的显示数据分成多个段落传输。最理想的境况是有一种用于驱动内嵌式触摸显示面板的方法和装置，能够以无缝方式在显示驱动和触摸感应之间分享时间，使得主处理器(即AP)不需要处理任何时序问题。换句话说，主处理器像正常显示那样将显示信息传输到内嵌式触摸面板。

技术实现要素：

本专利申请涉及一种用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置。在一方面，该装置包括：至少一个行缓冲器，用于存储显示数据；显示驱动器，用于接收来自所述至少一个行缓冲器的显示数据，并基于所述显示数据驱动显示模块；触 摸控制器，用于控制触摸传感器以感应来自用户的触摸；时间复用控制器，其连接到所述至少一个行缓冲器、所述显示驱动器和所述触摸控制器；和主处理器，其连接到所述时间复用控制器和所述至少一个行缓冲器，用于生成显示数据，并将所述显示数据传送到所述至少一个行缓冲器。所述时间复用控制器用于将来自所述至少一个行缓冲器的显示数据的输出速率调节为大于提供给所述至少一个行缓冲器的显示数据的输入速率，以便节省一定量的时间，并控制所述触摸控制器利用该节省的时间执行触摸感应。

所述用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置可以包括两个行缓冲器。所述行缓冲器可以是单端口缓冲器，需要单独完成对其的读访问和写访问。所述用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置还可以包括输入数据开关，用于将来自所述主处理器的显示数据送往任一所述行缓冲器，以及输出数据开关，用于将来自任一所述行缓冲器的显示数据送往所述显示驱动器。

在控制一个行缓冲器存储来自主处理器的显示数据时，所述时间复用控制器可以用于将事先存储于另一行缓冲器的显示数据以更快的速率传输到显示驱动器。

所述显示驱动器可以包括一系列的移位寄存器、并联连接所述移位寄存器的一系列数据锁存器、以及并联连接所述数据锁存器的多个模数转换器。所述行缓冲器可以是双端口缓冲器，用于同时访问任意两个存储位置。所述行缓冲器还可以包括共用存储器，用于将两行显示数据单独地存储于其两个区域。在控制所述共用存储器的一个区域存储来自主处理器的显示数据时，所述时间复用控制器可以用于将事先存储于所述共用存储器的另一区域的显示数据传输到所述显示驱动器。所述用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置可以包括两个以上的行缓冲器。所述行缓冲器可以是单端口缓冲器。

所述时间复用控制器可以用于在所述至少一个行缓冲器完全接收所有数据段之前，控制所述至少一个行缓冲器开始输出所接收的数据段的显示数据。所述用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置可以包括两个或以上的行缓冲器。所述行缓冲器可以是双端口缓冲器。

在另一方面，本专利申请提供一种用于驱动内嵌式触摸显示面板的方法。所述方法包括：生成显示数据，并将所述显示数据发送到至少一个行缓冲器；用所述至少一个行缓冲器存储所述显示数据；接收来自所述至少一个行缓冲器的显示数据，并基于所述显示数据，用显示驱动器驱动显示模块；利用时间复用控制器将来自所述至少一个行缓冲器的显示数据的输出速率调节为大于提供 给所述至少一个行缓冲器的显示数据的输入速率，从而节省一定量的时间；利用所述时间复用控制器控制触摸控制器用该节省的时间来执行触摸感应；以及用所述触摸控制器控制触摸传感器以感应来自用户的触摸。

可以使用两个行缓冲器，所述两个行缓冲器为单端口缓冲器，需要单独完成对其的读访问和写访问。所述用于驱动内嵌式触摸显示面板的方法还可以包括在利用所述时间复用控制器控制一个行缓冲器存储来自主处理器的显示数据时，利用所述时间复用控制器将事先存储于另一行缓冲器的显示数据以更快的速率传输到显示驱动器。

所述行缓冲器可以是双端口缓冲器，用于同时访问任意两个存储位置。所述行缓冲器还包括共用存储器，用于将两行显示数据单独地存储于其两个区域。所述用于驱动内嵌式触摸显示面板的方法还可以包括在控制所述共用存储器的一个区域存储来自主处理器的显示数据时，利用时间复用控制器将事先存储于所述共用存储器的另一区域的显示数据传输到所述显示驱动器。可以使用两个以上的行缓冲器，所述行缓冲器为单端口缓冲器；或者使用两个或以上的行缓冲器，所述行缓冲器为双端口缓冲器。

在又一方面，本专利申请提供一种用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置。所述装置包括：多个行缓冲器，用于存储显示数据；显示驱动器，用于接收来自所述行缓冲器的显示数据，并基于所述显示数据驱动显示模块；触摸控制器，用于控制触摸传感器以感应来自用户的触摸；时间复用控制器，其连接到所述行缓冲器、所述显示驱动器和所述触摸控制器；和主处理器，其连接到所述时间复用控制器和所述行缓冲器，用于生成显示数据，并将所述显示数据传送到所述行缓冲器。所述时间复用控制器用于将来自所述行缓冲器的显示数据的输出速率调节为大于提供给所述行缓冲器的显示数据的输入速率，以便节省一定量的时间，并控制所述触摸控制器利用该节省的时间执行触摸感应。所述时间复用控制器还用于在所述行缓冲器完全接收所有数据段之前，控制所述行缓冲器开始输出所接收的数据段的显示数据。

在控制一个行缓冲器存储来自主处理器的显示数据时，所述时间复用控制器用于将事先存储于另一行缓冲器的显示数据以更快的速率传输到显示驱动器。

附图说明

图1A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的一种 实施例。

图1B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的一种实施例。

图2A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的另一种实施例。

图2B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的另一种实施例。

图3A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的再一种实施例。

图3B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的再一种实施例。

图4A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的又一种实施例。

图4B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的又一种实施例。

图5A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的另一种实施例。

图5B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的另一种实施例。

图6A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的又一种实施例。

图6B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的又一种实施例。

具体实施方式

现在给出本专利申请公开的用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置和方法的优选实施例的详细参考，还在以下描述中提供了多个示例。虽然详细描述了本专利申请公开的装置和方法，但是为了清楚起见，显然，对于本领域技术人员理解该装置和方法不是特别重要的一些功能部件可能不被示出。

此外，应该理解的是，本专利申请中公开的装置和方法不限于如下描述的确切实施例，其可以由本领域技术人员在不脱离其精神或请求保护范围的情况下实现各种改变和修改。例如，在本公开的范围内，不同的示例性实施例的元 件和/或功能部件可以彼此结合和/或相互替换。

本详细描述中，一个段被定义为两个连续的触摸周期之间的显示时段。根据本专利申请的一种实施例，当发送(来自AP)的第一段的数据时，显示驱动器将数据存储于行缓冲器。在第一段的末端，显示驱动器将以更快的方式输出第一段的数据。同时，它将第二段的数据存储到行缓冲器中。由于更快的输出速度，节省了一定量的时间，该节省的时间将用于触摸感应。与此同时，它将存储第三段的数据。该过程将重复，直至处理完该帧的末端。

图1A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的一种实施例。参照图1A，两个行缓冲器101和103位于主处理器105和显示驱动器107之间。行缓冲器为单端口缓冲器。读访问和写访问需要单独完成(即不能同时完成)。时间复用控制器109调节显示数据的输入和输出。输出数据速率大于输入数据速率，从而节省一定量的时间。该节省的时隙将用于触摸感应。装置还包括输入数据开关111，用于将来自主处理器的显示数据送往行缓冲器1或行缓冲器2，以及输出数据开关113，用于将来自行缓冲器1或行缓冲器2的显示数据送往显示驱动器107。

参照图1A，显示驱动器107包括一系列移位寄存器115、并联连接到移位寄存器115的一系列数据锁存器117、以及并联连接到数据锁存器117的多个数模转换器118。

显示驱动器107用于通过一系列的移位寄存器115以快速速率采集来自行缓冲器的显示数据。一旦(通过移位寄存器)采集完一整行的显示数据，显示数据将瞬间被传送到一系列的数据锁存器117。该过程允许同时(通过数模转换器118)进行数字-模拟转换，以及同时将模拟信号驱动到显示模块。时间复用控制器109还用于组织和用信号发送时隙给触摸控制器108来进行触摸感应。

图1B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的一种实施例。参照图1B，主处理器105以其正常数据速率产生第1行显示数据。时间复用控制器109使用该阶段为空缓冲的行缓冲器1，即行缓冲器101，来存储从主处理器105接收的显示数据(时隙121)。主处理器105随后在第1行显示数据之后产生第2行显示数据(时隙123)。时间复用控制器109控制该阶段也为空缓冲的行缓冲器2，即行缓冲器103，来存储来自主处理器105的显示数据(时隙123)。同时，行缓冲器1中的第1行显示数据以更快的速率传输到显示驱动器107(时隙125)。由于显示驱动器107在采集第2行显示数据之前完 成了对第1行信号的驱动，所以节省的时隙127可用于触摸感应。然后，时间复用控制器109控制行缓冲器1来存储来自主处理器的第3行显示数据(时隙129)。同时，行缓冲器2中的第2行显示数据以更快的速率传输到显示驱动器107(时隙131)。

这个过程将一直进行直至帧的末端(时隙133)。由于该行缓冲过程会在输入和输出之间产生一行周期延迟，所以时间复用控制器109将为显示驱动器重新生成VSYNC(垂直同步)信号的时延变体，参照图1B所示的输出垂直同步信号。另外，由于触摸控制器108可以使用HSYNC(水平同步)信号作为触摸使能信号，时间复用控制器109还可以改变水平同步信号的传号-空号比，参照图1B所示的输出水平同步信号。

图2A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的另一实施例。参照图2A，双端口缓冲器201位于主处理器203和显示驱动器205之间。双端口缓冲器201用于同时访问任意两个存储位置。因此，可以同时完成一个读访问和一个写访问。双端口缓冲器201的内部包括共用存储器207。共用存储器207用于存储两行显示数据。时间复用控制器209调节显示数据的输入和输出。输出数据速率大于输入数据速率，从而可以节省一定量的时间。该节省的时隙将用于触摸感应。共用存储器包括第一区域和第二区域。每个区域用于存储一行显示数据。

通过控制端口1的地址，来自主处理器203的显示数据可以存储于共用存储器207的区域。通过控制端口2的地址，来自共用存储器207的显示数据可以被找到并发送给显示驱动器205。

显示驱动器205用于通过一系列移位寄存器211以快速速率采集来自双端口缓冲器201的显示数据。一旦(通过移位寄存器211)采集一整行显示数据，显示数据瞬间被传输到一系列的数据锁存器213。这个过程允许同时将模拟信号驱动到显示模块。时间复用控制器209还用于组织和用信号发送时隙给触摸控制器来进行触摸感应。

图2B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的一种实施例。参照图2B，主处理器203以其正常数据速率产生第1行显示数据。时间复用控制器209控制第一区域存储来自主处理器203的显示数据(时隙221)。主处理器203随后在第1行显示数据之后产生第2行显示数据(时隙223)。时间复用控制器209控制共用存储器207的第二区域存储来自主处理器203的 显示数据。同时，共用存储器207的第一区域中的第1行显示数据以更快的速率传输到显示驱动器205(时隙225)。由于显示驱动器205在采集第2行显示数据之前完成了对第1行信号的驱动，所以节省的时隙227可用于触摸感应。由于先前的显示数据已经传输到显示驱动器205，时间复用控制器209控制共用存储器207的第一区域存储来自主处理器203的第3行显示数据(时隙229)。同时，共用存储器207的第二区域中的第2行显示数据以更快的速率传输到显示驱动器205(时隙231)。

这个过程将一直进行直至帧的末端(时隙233)。由于该行缓冲过程会在输入和输出之间产生一个行周期延迟，所以时间复用控制器209将为显示驱动器205重新生成VSYNC(垂直同步)信号的时延变体，参照图2B所示的输出垂直同步信号。另外，由于触摸控制器206可以使用HSYNC(水平同步)信号作为触摸使能信号，时间复用控制器209还可以改变水平同步信号的传号-空号比，参照图2B所示的输出水平同步信号。

图3A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的再一种实施例。参照图3A，通过使用两个以上的单端口行缓冲器，可以实现更长的显示和触摸时间复用。虽然理想的是在一帧时间内传播触摸感应时间，但是每个触摸感应时段不应太短。否则，不能正常进行触摸感应，且性能将会降低。通过使用更多的行缓冲器，可以实现更好的显示驱动和触摸感应复用方案。在本实施例中，每个段具有6行。

图3B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的再一种实施例。参照图3A和图3B，虚线方块321是指时间复用控制器309控制不同行缓冲器存储来自主处理器303的显示数据时的时隙。实线方框323是指不同缓冲器中的行显示数据被以更快的速率传输到显示驱动器305时的时隙。

图4A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的又一种实施例。图4B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的又一种实施例。参照图4A和图4B，通过有效地使用行缓冲器，可以实现更长的显示和触摸时间复用。行缓冲器在显示驱动器中占有相当大的面积。当增加段的尺寸时，通常需要更多行缓冲器，且成本将会更高。在本实施例中，使用比较少量的行缓冲器可以达到相同的结果。在每个段中，显示驱动器开始输出显示数据先於完成整个数据段的接收。换句话说，时间复用控制器可在完成接收整个数据段之前，控制行缓冲器开始输出所接收的显示数据。这有助于减 少行缓冲器的数量。

当比较图3A和图4A所示的实施例时，图4A实施例比图3A实施例少两个行缓冲器。图4A的4个行缓冲器的存储容量大约为图3的全部6个行缓冲器的66％。

当比较图3B和图4B所示的实施例时，用于触摸感应的表示为灰色框‘T’(图3B中为302，图4B中为402)的节省的时隙的持续时间相同。这是因为，在这两种情况下，每个段6行显示数据将传输到显示驱动器，所以节省的时隙相同。

由于该行缓冲过程会在输入和输出之间产生3行周期延迟，所以时间复用控制器409将为显示驱动器405重新生成VSYNC(垂直同步)信号的时延变体(参照图4B中的输出垂直同步信号404)。

图5A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的另一种实施例。图5B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的另一种实施例。参照图5A和图5B，通过使用一个以上的双端口行缓冲器，可以实现更长的显示和触摸时间复用。类似图4A和图4B所示实施例，本实施例利用双端口行缓冲器也能够实现更长时间复用方案。在本实施例中，通过双端口行缓冲器的交错，只需两个双端口行缓冲器便能支持每段6行显示-触摸复用。存储容量大约为全6行缓冲器的50％。

图6A示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的装置的又一种实施例。图6B示出了根据本专利申请用于驱动内嵌式触摸显示面板的时序图的又一种实施例。参照图6A和图6B，通过优化行缓冲器的使用，可以实现更长的显示和触摸时间复用。在本实施例中，增加一个行缓冲器，且双端口行缓冲器改变为单端口。由于双端口行缓冲器的尺寸几乎是单端口行缓冲器尺寸的两倍，这可以降低整体的成本。存储容量也大约为全6行缓冲器的50％。

应当指出的是，通过智能利用行缓冲器，图6A的实施例比图4A的实施例少使用一个行缓冲器。这表明可以通过时域的智能复用实现许多可能的实施方式和实施例。

虽然本专利申请已经示出并以特定参考描述多个实施例，但应注意的是，在不脱离本发明的范围下，可以进行各种其他的改变或修改。