專利名稱：感測顯示面板上觸摸位置的感測裝置以及感測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感測單元，尤其涉及一種設(shè)置于顯示面板之中，不易受到工藝變異及噪聲干擾影響的感測單元以及其相關(guān)的感測裝置及感測方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)嵌式觸控(in-cell touch)技術(shù)是將光學(xué)感測元件(photo-sensing device)直接設(shè)置于液晶顯示面板(liquid crystal display panel, LCD panel)上，不僅降低生產(chǎn)成本、提升生產(chǎn)良率，更可增加應(yīng)用層面。請參閱圖1，圖I為傳統(tǒng)的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)(in-cell photo-sensing system) 100的局部設(shè)計的示意圖。多個光感測單元(photo-sensing unit)PU_1 PU_n 分別包含多個光感測兀件(photo-sensing device) PD_1 PD_n,其中每一光感測元件以陣列(array)的方式排列于一顯示面板(displaypanel)(并未繪示于圖中)上。當(dāng)光感測單元PU_1 PU_n接收到一輸入事件(例如,一照光事件)時，多個晶體管(transistor)M_1 M_n會依據(jù)一柵極控制信號(gate controlsignal)來導(dǎo)通，以將多個光電流信號(photocurrent signal)PI_1 PI_n分別傳送至多個焊墊(pad)PAD_l PAD_n上，接著，后端處理電路(并未繪示于圖中)會分別對所接收的光電流信號PI_1 PI_n進行處理，并據(jù)以判斷每一光感測單元所接收到的光強度。然而，即便該輸入事件照射到每一感測單元的光強度是相同的，仍然會因為工藝變異(process variation),使得光感測單元PU_1 PU_n實際上分別產(chǎn)生的光電流PI_1 PI_n會有所差異。請參閱圖2A，圖2A為圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)100之中的一顯示面板上光電流信號強度與位置的關(guān)系圖。由圖2A可知，由于工藝變異由機遇原因(chance cause)(隨機因素(random factor))及可歸屬原因(assignable cause)(局部因素(local factor))所引起，故造成光電流信號強度于該顯示面板上呈現(xiàn)高低起伏的分布，進而影響檢測該輸入事件的準確性。此外，光電流信號亦會受到電路元件之間的噪聲耦合干擾，舉例來說，由圖I可知，每一光電流信號可能會受到的干擾包含由共同電壓端(common voltage)所產(chǎn)生的噪聲1、柵極信號時鐘饋入(gate signal clock feed through)所產(chǎn)生的噪聲N_2、源極信號時鐘饋入(source signal clock feed through)所產(chǎn)生的噪聲N_3以及讀取電路共同節(jié)點(readout circuit common node)(亦即，每一焊墊)所產(chǎn)生的噪聲N_4,此外，噪聲率禹合干擾也可包含上述的隨機因素及局部因素。請參閱圖2B，圖2B為圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)100之中一感測單元的光電流信號強度對時間的關(guān)系圖。由圖2B可知，該感測單元的光電流信號系受到噪聲干擾，故隨時間改變而有明顯的變動，因此，該感測單元的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)必須要夠高,才能正確地檢測出該輸入事件。因此，需要一種可降低工藝變異以及信號耦合干擾的創(chuàng)新的感測單元，以提升感測質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種通過位置相鄰而類型不同的感測元件響應(yīng)所接收到的一輸入事件(例如，一照光事件)而分別產(chǎn)生的感測信號彼此之間的一差值，來檢測該輸入事件的感測單元，以及相關(guān)的感測裝置及感測方法，進而解決上述的問題。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，其公開一種感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置。該感測裝置包含至少一感測單元以及一處理電路。該感測單元設(shè)置于該顯示面板中，包含一第一類型感測元件以及一第二類型感測元件。該第一類型感測元件用以在該感測單元接收到一輸入事件時，產(chǎn)生一第一類型感測信號。該第二類型感測元件相鄰于該第一類型感測元件，用以在該感測單元接收到該輸入事件時，產(chǎn)生一第二類型感測信號，其中該第一類型感測元件對于該輸入事件的感測能力不同于該第二類型感測元件對于該輸入事件的感測能力。該處理電路耦接于該感測單元，用以依據(jù)該感測單元所產(chǎn)生的該第一類型感測信號及該第二類型感測信號之間的一差值，來輸出對應(yīng)該感測單元的一感測輸出信號。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，其公開一種感測一顯示面板上一觸摸位置的感測方法。 該感測方法包含當(dāng)該顯示面板檢測到一輸入事件發(fā)生時，基于一第一感測能力來產(chǎn)生對應(yīng)該輸入事件的一第一類型感測信號，以及基于不同于該第一感測能力的一第二感測能力來產(chǎn)生一第二類型感測信號；以及依據(jù)該第一類型感測信號及該第二類型感測信號之間的一差值，來輸出對應(yīng)該輸入事件的一感測輸出信號。本發(fā)明所提出的感測裝置/感測單元在無需調(diào)整工藝及降低噪聲信號的情形下，僅將感測元件經(jīng)由適當(dāng)?shù)卦O(shè)計及搭配，即可大幅減少于檢測輸入事件時所受到的工藝變異和/或噪聲耦合的影響，并且提升感測裝置/感測單元的信噪比。


圖I為傳統(tǒng)的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)的局部設(shè)計的示意圖。圖2A為圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)中一顯示面板上光電流信號強度與位置的關(guān)系圖。圖2B為圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)中一感測單元的光電流信號強度對時間的關(guān)系圖。圖3為本發(fā)明廣義的感測單元的一實施例的示意圖。圖4為本發(fā)明感測單元的一第一實施例的示意圖。圖5為本發(fā)明感測單元的一第二實施例的示意圖。圖6A為本發(fā)明廣義的感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置的一實施例的示意圖。圖6B為本發(fā)明感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置的一實施例的示意圖。圖6C為本發(fā)明感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置的另一實施例的示意圖。圖7A為對應(yīng)于圖6B所示的一感測裝置的一顯示面板上光電流信號強度與位置的關(guān)系圖。圖7B為圖6B所示的一感測單元的光電流信號強度對時間的關(guān)系圖。主要元件符號說明
100內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)300、400、500、602、602_1 602_n、612_l 612_n 感測單元310,320,410,420,510,520,610,620感測元件600、606、616感測裝置604,608,618處理電路IE輸入事件PD_1 PD_n、PD1_1 PDl_n、PD2_1 PD2_n光感測元件、
M_1 M_n、Ml_l Ml_n、M2_l M2_n晶體管N_1 N_4噪聲PAD_1 PAD_n、PAD1_1 PADl_n、PAD2_1 焊墊PAD2_nPU_1 PU_n光感測單元PI_1 PI_n光電流信號S_1、S_2感測器SC控制信號SD、SD_l、SD_n遮蔽單元S_0UT1 S_0UTn感測輸出信號SS_1第一類型感測信號SS_2第二類型感測信號SS_3感測信號SS_D差值Sff_l SW_2開關(guān)單元
具體實施例方式簡而言之，本發(fā)明的概念在于利用將設(shè)置于一顯示面板之中的至少二相鄰感測元件(sensing device)設(shè)置于同一感測單元(sensing unit)。在本發(fā)明實施例中，該感測單元可應(yīng)用于內(nèi)嵌式光感測觸控，通過感測觸摸位置的亮度變化來顯現(xiàn)其觸摸位置，其中該至少二相鄰感測元件對于同一輸入事件的感測能力具有足夠的差異性，此外，可將該至少二相鄰感測元件響應(yīng)同一輸入事件所分別產(chǎn)生的感測信號以一差動(differential)方式來輸出，進而降低檢測該輸入事件時所受到的工藝變異和/或噪聲耦合的影響。詳細的技術(shù)內(nèi)容請參閱以下說明。請參閱圖3,圖3為本發(fā)明廣義的感測單元的一實施例的示意圖。感測單元300包含(但不局限于)一第一類型感測元件(first type sensing device) 310及一第二類型感測元件(second type sensing device) 320。第一類型感測元件310設(shè)置于一顯示面板(并未繪示于圖中)之中，用以在感測單元300接收到一輸入事件1_￡時，依據(jù)輸入事件I_E來產(chǎn)生一第一類型感測信號(first type sensing signal) SS_10第二類型感測元件320亦設(shè)置于該顯示面板之中，用以在感測單元300接收到輸入事件I_E時，不依據(jù)輸入事件I_E來產(chǎn)生一第二類型感測信號(second type sensing signal) SS_2,此外,第二類型感測元件320相鄰于第一類型感測元件310，因此，第一類型感測元件310及第二類型感測元件320所受到上述的工藝變異和/或噪聲耦合的局部因素會大致相同。值得注意的是，第二類型感測元件320并不會依據(jù)接收到的輸入事件I_E來產(chǎn)生第二類型感測信號SS_2，在實作上，第二類型感測元件320可以經(jīng)由適當(dāng)設(shè)計而不會接收到輸入事件I_E的一輸入信號，或者是即便接收到輸入事件I_E的該輸入信號，仍然可忽略該輸入信號，舉例來說(但本發(fā)明并不局限于此)，第二類型感測元件320可遮蔽接收該輸入信號的路徑，或者是通過其內(nèi)部材料和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計來將消弭該輸入信號。再者，第一類型感測元件310及第二類型感測元件320可具有不同的結(jié)構(gòu)以達成對同一輸入事件I_E產(chǎn)生足夠的感測響應(yīng)差異。請參閱圖4,圖4為本發(fā)明感測單元的一第一實施例的示意圖。感測單元400包含(但不局限于)一第一類型感測元件410及一第二類型感測元件420，其中第一類型感測元件410及第二類型感測元件420均設(shè)置于一顯示面板(并未繪示于圖中)之中，。第一類型感測元件410包含一第一感測器S_l，其中第一感測器S_1用以在感測單元400接收到一輸入事件I_E時，依據(jù)輸入事件I_E來產(chǎn)生一第一類型感測信號SS_1。第二類型感測元件420相鄰于第一類型感測元件410，包含一第二感測器S_2以及一遮蔽單元(shadowunit) SD。遮蔽單元SD用以在感測單元400接收到輸入事件I_E時，遮蔽輸入事件I_E的一輸入信號傳送至第二感測器S_2 (例如，遮蔽第二感測器S_2接收該輸入信號的路徑)， 因此，即便感測單元400上發(fā)生輸入事件I_E，第二感測器S_2會在不接收輸入事件I_E的該輸入信號的情形下產(chǎn)生一第二類型感測信號SS_2。請注意，在此實施例中，輸入事件1_E可表示該顯示面板上一觸摸位置的亮度變化(以下簡稱照光事件)，例如當(dāng)以光筆碰觸到該顯示面板時的發(fā)光事件或當(dāng)以手指碰觸到該顯示面板時的遮光事件，此時第一類型感測信號SS_1為一光電流信號(photocurrent signal)以及第二類型感測信號SS_2為一暗電流信號(dark-current signal),換句話說,第一感測器S_1及第二感測器S_2均可為光感測器(photo sensor)(例如，內(nèi)嵌光感測器(in-cell photo-sensor)),因此,對于第二類型感測信號SS_2(例如，一暗電流信號)來說，第一類型感測信號SS_1(例如，一光電流信號)多了該照光事件的訊息，此外，由于第一類型感測元件420與第二類型感測元件410彼此相鄰，第一類型感測信號SS_1 (例如，一光電流信號)與第二類型感測信號SS_2 (例如，一暗電流信號)可視為受到相同的工藝變異及電路噪聲干擾的影響?；谏鲜?，在此實施例中，可通過將第一類型感測信號SS_1與第二類型感測信號SS_2相減以去除工藝變異及電路噪聲干擾的影響，此外，可通過感測單元400同時輸出第一類型感測信號SS_1與第二類型感測信號SS_2來達到較佳的感測效果。請參閱圖5，圖5為本發(fā)明感測單元的一第二實施例的示意圖。感測單元500包含(但不局限于)一第一類型感測元件510及一第二類型感測元件520，其中第一類型感測元件510包含圖4所示的第一感測器S_l、一第一焊墊PAD_1以及一第一開關(guān)單元(switch)SW_1。如上所述，當(dāng)感測單元500接收到一輸入事件I_E時，第一感測器S_1用以依據(jù)一輸入事件1_￡來產(chǎn)生一第一感測信號SS_1，此外，第一開關(guān)單元SW_1用以依據(jù)一控制信號SC來控制第一感測器S_1傳送第一類型感測信號SS_1至第一焊墊PAD_1。第二類型感測元件520包含圖4所示的第一感測器S_1及遮蔽單元SD、一第二焊墊PAD_2以及一第二開關(guān)單元SW_2。如上所述，遮蔽單元SD用以在感測單元500接收到輸入事件I_E時，遮蔽輸入事件I_E的一輸入信號傳送至第二感測器S_2(例如，遮蔽第二感測器S_2接收該輸入信號的路徑)，因此，第二感測器S_2在不接收輸入事件I_E的該輸入信號的情形下產(chǎn)生一第二類型感測信號SS_2，此外，第二開關(guān)單元SW_2用以依據(jù)控制信號SC來控制第二感測器S_2傳送第二類型感測信號SS_2至第二焊墊PAD_2，換句話說，感測單元500可同時輸出第一類型感測信號SS_1與第二類型感測信號SS_2。圖5所示的感測單元500與圖4所示的感測單元主要的差別，在于圖5所示的感測單元500中的每一感測元件還包含一開關(guān)單元及一焊墊，其中該開關(guān)單元用以控制該感測元件的感測信號的傳輸，以及該焊墊用以接收該感測元件的感測信號。值得注意的是，第一開關(guān)單元SW_1及第二開關(guān)單元SW_2可使用晶體管來實作出，以及第一感測器S_1及第二感測器S_2可使用光感測元件來實作出，感測單元500因而可應(yīng)用至圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)100之中。值得注意的是，以上僅供范例說明之需，并非用來作為本發(fā)明的限制，舉例來說，圖4/圖5所示的第二類型光感測元件S_2也可通過衰減輸入事件I_E的輸入信號，來達到不依據(jù)輸入事件I_E來產(chǎn)生第二感測信號S_2的目的，也就是說，遮蔽單元SD也可利用一衰減單元來取代，此外，圖5所示的多個感測器并不一定要耦接至圖5所示的多個開關(guān)單元和/或多個焊墊。在一設(shè)計變化中，第一類型感測元件510可省略焊墊PAD_1 (亦即，直接輸出第一類型感測信號SS_1)，以及第二類型感測元件520可省略焊墊PAD_2(亦即，直接輸出第二類型感測信號SS_2)。在另一設(shè)計變化中，第二類型感測元件520可省略遮蔽單 元SD，以及第二感測器3_2可具有不同于于第一感測器S_1的設(shè)計(例如，內(nèi)部材料和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計)，因而實現(xiàn)不同于第一類型感測元件510對輸入事件I_E的感測能力。在又一設(shè)計變化中，第一類型感測元件510可省略焊墊PAD_1 (亦即，直接輸出第一類型感測信號SS_1)、第二類型感測元件520可省略遮蔽單元SD及焊墊PAD_2(亦即，直接輸出第二類型感測信號SS_2)，以及第二感測器S_2可具有不同于第一感測器S_1的設(shè)計(例如，內(nèi)部材料和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計)。簡言之，只要是一感測單元于接收到一輸入事件時，位于該感測單元之中的一感測元件依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生一感測信號，而位于該感測單元之中的另一感測元件不依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生另一感測信號，均遵循本發(fā)明的發(fā)明精神。此外，值得注意的是，圖3所示的感測單元架構(gòu)，除了可應(yīng)用于光感測系統(tǒng)，也可應(yīng)用于其他感測系統(tǒng)(例如，熱感測系統(tǒng))。請參閱圖6A，圖6A為本發(fā)明廣義的感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置的一實施例的示意圖。感測裝置600包含一感測單元602以及一處理電路(processingcircuit) 604，其中感測單元602設(shè)置于該顯示面板中，包含一第一類型感測元件610以及一第二類型感測元件620。第一類型感測元件610用以在感測單元602接收到一輸入事件I_E時，產(chǎn)生一第一類型感測信號SS_1。第二類型感測元件620相鄰于第一類型感測元件610，用以在感測單元602接收到輸入事件I_E時，產(chǎn)生一第二類型感測信號SS_2，其中第一類型感測元件610對于輸入事件I_E的感測能力不同于第二類型感測元件620對于輸入事件I_E的感測能力。處理電路604耦接于感測單元602，用以依據(jù)感測單元602所產(chǎn)生的第一類型感測信號SS_1及第二類型感測信號SS_2之間的一差值，來輸出對應(yīng)感測單元602的一感測輸出信號S_0UT。值得注意的是，關(guān)于第一類型感測元件610對于輸入事件1_E的感測能力不同于第二類型感測元件620對于輸入事件I_E的感測能力的實作方式，可利用圖3 圖5所示的感測單元300 500的實作方式來完成，舉例來說，第一類型感測元件610可對應(yīng)于圖3所示的第一類型感測元件310，以及第二類型感測元件620可對應(yīng)于圖3所示的第二類型感測元件320，因此，在感測單元602采用圖3 圖5所示的感測單元300 500的實作范例下，相關(guān)操作細節(jié)在此便不再贅述。然而，本發(fā)明并不以此為限，換句話說，任何根據(jù)不同感測能力的感測元件基于同一輸入事件所分別產(chǎn)生的感測信號來產(chǎn)生一差動感測輸出的實施方式均符合本發(fā)明的精神而落入本發(fā)明的范圍。請參閱圖6B，圖6B為本發(fā)明感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置的一實施例的示意圖。感測裝置606可用來取代圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)100，其包含多個光感測單元602_1 602_n以及一處理電路608。多個光感測單元602_1 602_n分別包含了多個光感測元件(例如，內(nèi)嵌光感測器)PD1_1 H)l_n及H)2_l H)2_n、多個遮蔽單元SD_1 SD_n、多個晶體管Ml_l Ml_n及M2_l M2_n，以及多個焊墊PAD1_1 PAD1_n及PAD2_n PAD2_n。對于感測單元602_1來說,一第一類型感測元件包含了光感測元件PD1_1、晶體管Ml_l及焊墊PAD1_1，一第二類型感測元件包含了光感測元件H)2_l、遮蔽單元SD_1、晶體管M2_l及焊墊PAD2_1，以及晶體管Ml_l及M2_l依據(jù)一控制信號SC來導(dǎo)通。在一設(shè)計變化中，該第二類型感測元件可省略遮蔽單元SD_1，以及光感測元件H)2_l可具有不同于光感測元件roi_i的設(shè)計(例如，內(nèi)部材料和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計)，以實現(xiàn)該第二類型 感測元件對輸入事件I_E的感測能力不同于該第一類型感測元件對輸入事件I_E的感測能力。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀圖3 圖6A的相關(guān)說明，應(yīng)可輕易地了解感測裝置606可用來改善圖I所示的內(nèi)嵌式光感測系統(tǒng)100對觸控事件的檢測質(zhì)量，故進一步的說明在此便不再贅述。值得注意的是，以上僅供范例說明之需，并非用來作為本發(fā)明的限制，舉例來說，也可先將一感測單元之中的第一類型感測信號及一第二類型感測信號傳送至一處理電路，以供該處理電路依據(jù)該第一類型感測信號及該第二類型感測信號之間的一差值來產(chǎn)生一感測輸出信號，再將該感測輸出信號傳送至后端的一讀取電路。請參閱圖6C，圖6C為本發(fā)明感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置的另一實施例的示意圖。由圖6C可知，感測裝置616的架構(gòu)系基于圖6B所示的感測裝置606的架構(gòu)，其中主要的差別在于感測單元612 j 612_n所分別對應(yīng)的一第一類型感測信號(例如，感測單元612_1所對應(yīng)的第一類型感測信號SS_1)及一第二類型感測信號(例如，感測單元612_1所對應(yīng)的第二類型感測信號SS_2)會直接被傳送至處理電路618以產(chǎn)生相對應(yīng)的感測輸出信號S_0UT1 S_0UTn，接下來，處理電路618再將感測輸出信號S_0UT1 S_0UTn傳送至相對應(yīng)的焊墊PAD_1 PAD_n以供后端的一讀取電路(未顯示于圖中)進行后續(xù)處理，因此，相較于感測裝置606來說，感測裝置616節(jié)省了一半的焊墊數(shù)量。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀圖3 圖6B的相關(guān)說明，應(yīng)可輕易地了解感測裝置616的相關(guān)運作細節(jié)，故進一步的說明在此便不再贅述。簡言之，上述的處理電路依據(jù)所接收的每一感測單元的第一及第二類型感測信號之間的一差值來輸出感測輸出信號，進而降低工藝變異及電路噪聲干擾的影響，以較為準確地檢測出一照光事件(亦即，輸入事件I_E)。請再參閱圖6A。感測單元602除了采用圖3 圖5所示的感測單元300 500的實作方式，來實現(xiàn)第一類型感測元件610對于輸入事件I_E的感測能力不同于第二類型感測元件620對于輸入事件I_E的感測能力之外，也可通過調(diào)整第一類型感測元件610與第二類型感測元件620其中之一的材料和/或結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)出上述兩感測元件的感測能力有足夠的差異性，舉例來說，在感測裝置600系應(yīng)用于光感測系統(tǒng)時，配置低透光率的材料予第二類型感測元件620，使第二類型感測元件620所接收的光強度與第一類型感測元件610所接收的光強度之間有足夠的一差量，因此，第一類型感測信號S_1與第二類型感測信號S_2之間會有足夠的一差值，以供處理電路604進行檢測一照光事件。簡言之，只要是利用第一類型感測元件610對輸入事件I_E的感測能力與第二類型感測元件620對輸入事件I_E的感測能力之間有足夠的差異性，來將第一類型感測信號S_1與第二類型感測信號S_2之間的該差值傳送至處理電路604以供檢測輸入事件I_E，均遵循本發(fā)明的發(fā)明精神。以下以圖6B所示的感測裝置606為例，說明工藝變異及噪聲干擾的影響可經(jīng)由本發(fā)明所提出的感測裝置/感測單元而大幅減少。在圖6B所示的輸入事件I_E為一照光事件時，感測單元6021的一第一類型感測信號ss_l可視為包含一光電流信號S_PC及一噪聲信號S_N1，其中噪聲信號S_N1包含一共模噪聲信號(common mode noise) S_NCM1 (來自于工藝變異及噪聲稱合之中的局部因素)以及一差模噪聲(differential mode noise) S_NDF1 (來自于工藝變異及噪聲f禹合之中的隨機因素)，因此，第一類型感測信號SS_1可表示為 SS_1 = S_PC+S_NCM1+S_NDF1 ；相似地，一第二類型感測信號SS_2可表示為SS_2 = S_DC+S_NCM2+S_NDF2，亦即，第二類型感測信號SS_2可視為包含一暗電流信號S_DC及包含一共模噪聲信號S_NCM2及一差模噪聲S_NDF1的一噪聲信號S_N2。在一實作范例中，處理電路608系直接輸出第一類型感測信號SS_1及第二類型感測信號SS_2之間的一差值來作為對應(yīng)602感測單元的感測輸出信號S_0UT1，亦即，S_0UT1= SS1-SS2= (S_PC-S_DC) + (S_NCM1-S_NCM2) + (S_NDF1-S_NDF2)= S_0UTII+S_0UTI2+S_0UTI3,其中信號S_0UT11為感測單元602_1所感測到該照光事件(亦即，輸入事件I_E)的光信號強度、信號S_0UT12為第一類型感測信號SS_1的共模噪聲信號S_NCM1及第二類型感測信號SS_2的共模噪聲信號S_NCM2的差值，以及信號S_0UT13為第一類型感測信號SS_1的差模噪聲信號S_NDF1及第二類型感測信號SS_2的差模噪聲信號S_NDF2的差值。由于感測單元602_1的第一類型感測元件與第二類型感測元件為彼此相鄰，因此，感測單元602_1的第一類型感測元件及第二類型感測元件可視為受到相同的工藝變異和/或噪聲耦合的局部因素的影響，也就是說，信號S_0UT12可視為零。再者，信號S_0UT13對于信號S_0UT11來說，為可忽略的，因此，感測單元602_1 602_11所輸出的感測輸出信號S_0UT1 S_0UTn幾乎均已去除非理想信號，故感測裝置606成功地降低工藝變異及噪聲耦合對于檢測輸入事件I_E的影響，并且大幅提升感測裝置606的信噪比。請參閱圖7A及圖7B，其中圖7A為對應(yīng)于圖6B所示的感測裝置606的一顯示面板上光電流信號強度與位置的關(guān)系圖，以及圖7B為圖6B所示的感測單元602_1的光電流信號強度對時間的關(guān)系圖。由圖7A可知，通過汲取每一感測單元之中的一第一類型感測信號(對應(yīng)于一光電流信號)及一第二類型感測信號(對應(yīng)于一暗電流信號)的差值，可大幅降低工藝中產(chǎn)生的局部變異因素以及相鄰的感測單元之間產(chǎn)生的噪聲耦合。由圖7B可知，第一類型感測信號ss_l及第二類型感測信號SS_2之間的一差值SS_D具有足夠且穩(wěn)定的信號值，代表了工藝中產(chǎn)生的局部變異因素以及相鄰的感測單元之間產(chǎn)生的噪聲耦合被大幅減少。請注意，對于圖I所示的內(nèi)嵌光感測系統(tǒng)100的設(shè)計架構(gòu)而言，光感測元件PD_1及PD_2對輸入事件的感測能力相同，因此，并無法用以實現(xiàn)差動感測輸出，亦即，假若圖I所示的內(nèi)嵌光感測系統(tǒng)100依據(jù)光電流信號PI_1及PI_2的一差值來輸出信號，并無法有效汲取出所要的信號，舉例來說，圖I所示的光電流信號PI_2可對應(yīng)于圖7B所示的感測信號SS_1，以及圖I所示的光電流信號PI_1可對應(yīng)于圖7B所示的感測信號SS_3，由圖7B可知，感測信號SS_1與感測信號SS_3之間的差值幾乎是零，故無法有效汲取出所要的信號。值得注意的是，以上所述的第一類型感測元件與第二類型感測元件于電路布局(layout)上具有多種排列方式，舉例來說，假若感測裝置606之中的多個感測單元以陣列的方式排列于一顯示面板上，感測單元602_i之中的光感測元件roi_i及ro2_i (分別對應(yīng)于第一類型感測元件及第二類型感測元件)并不一定要排在陣列的同一行或同一列。在一實作范例中，多個第一類型感測元件及第二類型感測元件的電路布局也可采用共質(zhì)心布局(common-centroid layout)。 綜合上述，本發(fā)明所提出的感測裝置/感測單元在無需調(diào)整工藝及降低噪聲信號的情形下，僅將感測元件經(jīng)由適當(dāng)?shù)卦O(shè)計及搭配，即可大幅減少于檢測輸入事件時所受到的工藝變異和/或噪聲耦合的影響，并且提升感測裝置/感測單元的信噪比。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種感測一顯示面板上一觸摸位置的感測裝置，包含 至少一感測單元，設(shè)置于該顯示面板中，包含 一第一類型感測元件，用以在該感測單元接收到一輸入事件時，產(chǎn)生一第一類型感測信號；以及 一第二類型感測元件，相鄰于該第一類型感測元件，用以在該感測單元接收到該輸入事件時，產(chǎn)生一第二類型感測信號，其中該第一類型感測元件對于該輸入事件的感測能力不同于該第二類型感測元件對于該輸入事件的感測能力；以及 一處理電路，耦接于該感測單元，用以依據(jù)該感測單元所產(chǎn)生的該第一類型感測信號及該第二類型感測信號之間的一差值，來輸出對應(yīng)該感測單元的一感測輸出信號。
2.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中于該感測單元接收到該輸入事件時，該第一類型感測元件會依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生該第一類型感測信號，以及該第二類型感測元件不會依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生該第二類型感測信號。
3.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中當(dāng)該感測單元接收到該輸入事件時，該第二類型感測元件不會接收到該輸入事件的一輸入信號。
4.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該第一類型感測元件與該第二類型感測元件采用共質(zhì)心布局。
5.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該第一類型感測元件包含 一第一感測器，用以依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生該第一類型感測信號；以及 一第一開關(guān)單元，用以控制該第一感測器傳送該第一類型感測信號至該處理電路；以及 該第二類型感測元件包含 一第二感測器，其設(shè)計不同于該第一感測器，用以產(chǎn)生該第二類型感測信號；以及 一第二開關(guān)單元，用以控制該第二感測器傳送該第二類型感測信號至該處理電路。
6.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該第一類型感測元件包含 一第一焊墊； 一第一感測器，用以依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生該第一類型感測信號；以及一第一開關(guān)單元，用以依據(jù)一控制信號來控制該第一感測器傳送該第一類型感測信號至該第一焊墊；以及 該第二類型感測元件包含 一第二焊墊； 一第二感測器，其設(shè)計不同于該第一感測器，用以產(chǎn)生該第二類型感測信號；以及一第二開關(guān)單元，用以依據(jù)該控制信號來控制該第二感測器傳送該第二類型感測信號至該第二焊墊。
7.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該第一類型感測元件包含 一第一感測器，用以依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生該第一類型感測信號；以及 一第一開關(guān)單元，用以控制該第一感測器傳送該第一類型感測信號至該處理電路；以及 該第二類型感測元件包含 一第二感測器，用以產(chǎn)生該第二類型感測信號；一遮蔽單元，用以遮蔽該輸入事件的該輸入信號傳送至該第二感測器；以及 一第二開關(guān)單元，用以控制該第二感測器傳送該第二類型感測信號至該處理電路。
8.如權(quán)利要求5或7所述的感測裝置，其中該處理電路傳送該感測輸出信號至一焊墊。
9.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該第一類型感測元件包含 一第一焊墊； 一第一感測器，用以依據(jù)該輸入事件來產(chǎn)生該第一類型感測信號；以及 一第一開關(guān)單元，用以依據(jù)一控制信號來控制該第一感測器傳送該第一類型感測信號至該第一焊墊；以及 該第二類型感測元件包含 一第二焊墊； 一第二感測器，用以產(chǎn)生該第二類型感測信號； 一遮蔽單元，用以遮蔽該輸入事件的該輸入信號傳送至該第二感測器；以及 一第二開關(guān)單元，用以依據(jù)該控制信號來控制該第二感測器傳送該第二類型感測信號至該第二焊墊。
10.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該感測單元會同時輸出該第一類型感測信號與該第二類型感測信號。
11.如權(quán)利要求I所述的感測裝置，其中該輸入事件表示該觸摸位置的亮度變化，此時該第一類型感測信號為一光電流信號以及該第二類型感測信號為一暗電流信號。
12.—種感測一顯不面板上一觸摸位置的感測方法，包含 當(dāng)該顯示面板檢測到一輸入事件發(fā)生時，基于一第一感測能力來產(chǎn)生對應(yīng)該輸入事件的一第一類型感測信號，以及基于不同于該第一感測能力的一第二感測能力來產(chǎn)生一第二類型感測信號；以及 依據(jù)該第一類型感測信號及該第二類型感測信號之間的一差值，來輸出對應(yīng)該輸入事件的一感測輸出信號。
13.如權(quán)利要求12所述的感測方法，其中產(chǎn)生對應(yīng)該輸入事件的該第一類型感測信號的步驟包含感測該顯示面板上的該輸入事件并據(jù)以產(chǎn)生該第一類型感測信號；以及產(chǎn)生該第二類型感測信號的步驟包含遮蔽該輸入事件并據(jù)以產(chǎn)生該第二類型感測信號。
14.如權(quán)利要求12所述的感測方法，其中該第一感測能力與該第二感測能力系源自于該內(nèi)部材料和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同。
15.如權(quán)利要求12所述的感測方法，其中該輸入事件表示該觸摸位置的亮度變化，此時該第一類型感測信號為一光電流信號以及該第二類型感測信號為一暗電流信號。
全文摘要
感測顯示面板上觸摸位置的感測裝置以及感測方法。該感測裝置包含感測單元及處理電路。該感測單元設(shè)置于顯示面板中，包含第一類型感測元件及第二類型感測元件。該第一類型感測元件用以在該感測單元接收到輸入事件時，產(chǎn)生第一類型感測信號。該第二類型感測元件相鄰于該第一類型感測元件，用以在該感測單元接收到該輸入事件時，產(chǎn)生第二類型感測信號，其中該第一類型感測元件對于該輸入事件的感測能力不同于該第二類型感測元件對于該輸入事件的感測能力。該處理電路耦接于該感測單元，用以依據(jù)該第一類型感測信號及該第二類型感測信號之間的差值，來輸出對應(yīng)該感測單元的感測輸出信號。
文檔編號G06F3/042GK102750045SQ20121003254
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者廖勝泰, 袁治明, 韓承憲, 黃乃杰 申請人:劍揚股份有限公司