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CN112445373B - 触控显示驱动装置及其操作方法 - Google Patents

触控显示驱动装置及其操作方法 Download PDF

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CN112445373B CN202010906305.4A CN202010906305A CN112445373B CN 112445373 B CN112445373 B CN 112445373B CN 202010906305 A CN202010906305 A CN 202010906305A CN 112445373 B CN112445373 B CN 112445373B
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Abstract

本发明提供一种触控显示驱动装置及其操作方法。触控显示驱动装置被配置为驱动触控显示面板。触控显示驱动装置包括触控感测电路。触控感测电路被配置为输出触控驱动信号给触控显示面板的触控传感器阵列，以及从触控传感器阵列接收多个触控感测信号。其中，触控驱动信号被配置为在通常触控扫描模式中以通常扫描率扫描触控传感器阵列，以及响应于被确定为在小睡模式下发生的触碰事件而在紧接通常触控扫描模式之前的快速触控扫描模式下以第一扫描率扫描触控传感器阵列，其中第一扫描率大于通常扫描率。

Description

触控显示驱动装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种电子装置，且特别是涉及一种触控显示驱动装置及其操作方法。
背景技术
在具有中小型触控显示面板的电子装置(例如手机或平板计算机)中，使用显示驱动与触控整合(Touch and Display Driver Integrated，TDDI)单芯片已是主流趋势。在内嵌式(in-cell)触控显示面板中，公共电极于显示驱动期间提供公共电压VCOM，而公共电极与像素电极之间的电位差即是像素电压。于触控检测期间(或称为触控感测期间)，多个公共电极被相互连接用来作为触控电极，从而形成由多个触控电极组成的触控传感器阵列。
传统上，显示更新率被固定于60Hz。在传统TDDI芯片中的触控控制电路会依据由显示驱动电路发出的信号TSVD、TSHD进行同步，以实现120Hz触控感测省电模式(或称小睡模式，Doze mode)以及120Hz触控运算模式(或称通常触控扫描模式，Active mode或normaltouch scanning mode)，进而达到120Hz的触控报点率(touch report rate)。触控感测帧(touch sensing frame)意味着一次扫描所有的(处于活动状态的)触控电极。这样，触控报点率120Hz意为在一个显示帧周期(在显示刷新速率60Hz下)中完成两个触控感测帧。
从在小睡模式中所发生的第一次触碰事件至TDDI芯片上报一个触碰事件的触控坐标的时间长度可以被称为在小睡模式下的初次响应时间(First Tap Latency)。传统TDDI芯片在通常触控扫描模式下才能取得触控坐标并且将触控坐标上报至应用处理器(Application processor，AP)或是中央处理单元(CPU)。响应于在小睡模式中发生的第一次触碰事件，传统TDDI芯片会结束小睡模式然后进入通常触控扫描模式以取得触碰事件的触控坐标，进而将触控坐标上报至应用处理器(或是中央处理单元)。由于小睡模式旨在节省功率，因此触控扫描率在小睡模式下受到限制，因此传统TDDI芯片在小睡模式下减少初次响应时间的空间很小。初次响应时间越长，使用者的体验越不好。如何缩短初次响应时间，是重要的技术课题之一。
须注意的是，“背景技术”段落的内容是用来帮助了解本发明。在“背景技术”段落所揭露的部份内容(或全部内容)可能不是所属技术领域中的技术人员所知道的现有技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知悉。
发明内容
本发明提供一种触控显示驱动装置及其操作方法，以尽可能地缩短在小睡模式下的初次响应时间。
在根据本发明的一实施例中，上述的触控显示驱动装置被配置为驱动触控显示面板。所述触控显示驱动装置包括触控感测电路。触控感测电路被配置为输出触控驱动信号给触控显示面板的触控传感器阵列，以及从触控传感器阵列接收多个触控感测信号。其中，触控驱动信号被配置为在通常触控扫描模式中以通常扫描率(normal scan rate)扫描触控传感器阵列，以及响应于被确定为在小睡模式(doze mode)下发生的触碰事件而在紧接通常触控扫描模式之前的快速触控扫描模式下以第一扫描率扫描触控传感器阵列，其中第一扫描率大于通常扫描率。
在根据本发明的一实施例中，上述的操作方法包括：由触控感测电路输出触控驱动信号给触控显示面板的触控传感器阵列，其中触控驱动信号被配置为在通常触控扫描模式中以通常扫描率扫描触控传感器阵列，以及响应于被确定为在小睡模式下发生的触碰事件而在紧接通常触控扫描模式之前的快速触控扫描模式下以第一扫描率扫描触控传感器阵列，其中第一扫描率大于通常扫描率；以及由触控感测电路从触控传感器阵列接收多个触控感测信号。
基于上述，本发明诸实施例所述触控显示驱动装置及其操作方法配置触控驱动信号，以在通常触控扫描模式中以通常扫描率扫描触控传感器阵列。当在小睡模式下发生的触碰事件时，触控感测电路实时地结束小睡模式以及进入快速触控扫描模式。触控感测电路在紧接通常触控扫描模式之前的所述快速触控扫描模式下配置所述触控驱动信号以第一扫描率(大于通常扫描率)扫描触控传感器阵列。藉由在快速触控扫描模式中加快触控扫描率，因此所述触控显示驱动装置可以尽可能地缩短在小睡模式下的初次响应时间。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的一种显示设备的电路方块(circuit block)示意图。
图2是依照本发明的一实施例的一种触控显示驱动装置的操作方法的流程示意图。
图3A是依照本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。
图3B是依照相关技术的一种触控感测操作的时序示意图。
图4A是依照本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。
图4B是依照相关技术的一种触控感测操作的时序示意图。
图5是依照一实施例说明在小睡模式中触控显示面板的触控传感器阵列的示意图。
图6是依照一实施例说明在小睡模式中触控感测期间同步信号与触控驱动信号的时序示意图。
图7A至图7C是依照一实施例说明在快速触控扫描模式中触控显示面板的触控传感器阵列的操作示意图。
图8是依照一实施例说明在快速触控扫描模式FM中触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的时序示意图。
图9A至图9C是依照一实施例说明在通常触控扫描模式中触控显示面板的触控传感器阵列的操作示意图。
图10是依照一实施例说明在通常触控扫描模式中触控感测期间同步信号与触控驱动信号的时序示意图。
图11是依照本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。
图12是依照本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。
附图标记列表
100：显示设备；
110：触控显示面板；
120：选择电路；
130：触控显示驱动装置；
131：时序产生电路；
132：控制电路；
133：触控感测电路；
134：调压器电路；
140：主机；
A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9：算法动作；
AM：通常触控扫描模式；
DM：小睡模式；
FM：快速触控扫描模式；
INF：触控感测信息；
MUX：多任务器；
P3、P51、P52、P53、P81、P82、P83、P84、P85、P91、P101、P102、P103、P104、P105：触控感测期间；
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10：触控扫描动作；
S210～S220：步骤；
t31、t32、t41、t42、t51、t52、t61、t62、t11、t12：时间；
TL3、TL4、TL5、TL6、TL11：小睡模式初次响应时间；
TSHD：触控感测期间同步信号；
TSVD：触控感测帧同步信号；
TX：触控驱动信号；
VCOM：公共电压；
Vsync：显示帧同步信号；
X1～X18：列；
Y1～Y32：行。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
在本案说明书全文(包括申请专利范围)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以透过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本案说明书全文(包括申请专利范围)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名组件(element)的名称，或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量的上限或下限，亦非用来限制组件的次序。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的组件/构件/步骤可以相互参照相关说明。
图1是依照本发明的一实施例的一种显示设备100的电路方块(circuit block)示意图。图1所示显示设备100包括触控显示面板110、选择电路120以及触控显示驱动装置130。触控显示驱动装置130可以驱动触控显示面板110。依照设计需求，触控显示面板110可以是内嵌式(in-cell)触控显示面板或是具有触控感测功能的其他显示面板。触控显示面板110具有多个公共电极，而这些公共电极形成图1所示，由多个触控电极组成的触控传感器阵列。在触控显示面板110的触控传感器阵列中的这些触控电极的数量可以依照设计需求来决定。举例来说，图1所示的触控传感器阵列可以包括18*32个触控电极。
选择电路120受控于来自触控显示驱动装置130的控制信号。依照设计需求，触控显示驱动装置130可以包括显示驱动与触控整合(Touch and Display DriverIntegrated，TDDI)芯片。于显示驱动期间，触控显示驱动装置130可以通过选择电路120提供公共电压VCOM至触控显示面板110的这些公共电极，而公共电极与像素电极(未绘示)之间的电位差即是像素电压。于触控感测期间，触控显示面板110的这些公共电极可以成组连接以形成由触控电极(触控传感器)组成的触控传感器阵列。
在图1所示实施例中，触控显示驱动装置130可以包括时序产生电路131、控制电路132、触控感测电路133以及调压器(voltage regulator)电路134。于显示驱动期间，调压器电路134可以通过多任务器MUX提供公共电压VCOM至选择电路120。基于选择电路120的路由操作，调压器电路134所输出的公共电压VCOM可以被提供至触控显示面板110的所有(或部份)公共电极。
时序产生电路131可以提供触控感测帧同步信号TSVD与触控感测期间同步信号TSHD给控制电路132。触控感测帧同步信号TSVD是周期脉冲信号，并且每个脉冲指示触控感测帧的开始时间。触控感测帧同步信号TSVD可以同步于显示驱动操作所使用的显示帧同步信号Vsync(未绘示)，而触控感测期间同步信号TSHD可以同步于显示驱动操作所使用的水平同步信号Hsync(未绘示)。触控感测期间同步信号TSHD可以是周期信号，并且在触控感测期间同步信号TSHD为第一逻辑电平(例如高逻辑电平)的期间是触控感测期间，而在触控感测期间同步信号TSHD为第二逻辑电平(例如低逻辑电平)的期间是显示驱动期间。一个触控感测帧期间包括N个TSHD期间，并且在每个触控感测期间中可以检测触控显示面板110的一列(column)或多列触控电极(触控传感器)。
图2是依照本发明的一实施例的一种触控显示驱动装置的操作方法的流程示意图。请参照图1与图2。控制电路132耦接至时序产生电路131，以接收触控感测帧同步信号TSVD与触控感测期间同步信号TSHD。控制电路132可以产生触控驱动信号TX给触控感测电路133。触控驱动信号TX被配置为以不同的触控扫描模式(包括通常触控扫描模式、小睡模式和快速触控扫描模式)去扫描触控显示面板110的触控传感器阵列。触控驱动信号TX包括多个周期性脉冲，其转换于两个电压电平(不超过在触控感测电路133中的模拟前端(analog front-end，AFE)电路的工作电压范围)之间。在触控感测期间，触控感测电路133可以通过多任务器MUX将触控驱动信号TX输出给选择电路120(步骤S210)。基于选择电路120的路由操作，触控感测电路133所输出的触控驱动信号TX可以在步骤S210中被提供至触控显示面板110的触控传感器阵列中的一列或多列触控电极(触控传感器)。其中，触控驱动信号TX被配置为，基于通常扫描率(normal scan rate)以通常触控扫描模式(normaltouch scanning mode)扫描触控显示面板110的触控传感器阵列，以及响应于被确定在小睡模式(doze mode)下发生的触碰事件而在紧接通常触控扫描模式之前的快速触控扫描模式(fast touch scanning mode)下以第一扫描率扫描触控显示面板110的触控传感器阵列。其中，所述第一扫描率大于所述通常扫描率。举例来说(但不限于此)，所述第一扫描率可以是180Hz或是其他频率，而所述通常扫描率可以是120Hz或是其他频率。
在步骤S220中，触控感测电路133可以通过选择电路120与多任务器MUX而从触控显示面板110的触控传感器阵列接收多个触控感测信号。然后，触控感测电路133可以根据这些触控感测信号去产生触控感测信息INF，以及将触控感测信息INF提供给控制电路132。触控感测信息INF是因触碰事件所引起的在一个或多个触控电极上感测到的电容变化相对应的数字信息。控制电路132耦接至触控感测电路133，以接收触控感测信息INF。控制电路132可以基于触控感测信息INF去进行算法而产生触控坐标，然后将所述触控坐标提供给主机(host)140。依照设计需求，主机140可以包括应用处理器(Application processor，AP)、中央处理单元(CPU)以及/或是其他处理电路。控制电路132所进行的算法可以依照设计需求来选用。
图3A是依照本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。请参照图1与图3A。时序产生电路131可以提供触控感测帧同步信号TSVD与触控感测期间同步信号TSHD给控制电路132。在图3A所示实施例中，触控感测期间同步信号TSHD为高逻辑电平的期间是触控感测期间，而触控感测期间同步信号TSHD为低逻辑电平的期间是显示驱动期间。
在小睡模式DM中，触控感测电路133不针对每个触控感测期间执行小睡模式触控扫描操作，而是每三个触控感测期间执行一次小睡模式触控扫描操作，例如图3A所示小睡模式触控扫描操作S1、S2、S3和S4。小睡模式触控扫描操作不是逐列(column by column)扫描触控传感器阵列来确定触控坐标，而是扫描触控传感器阵列以确定是否发生触碰事件。在小睡模式DM期间，控制电路132可以基于第二扫描率将触控驱动信号TX配置为在小睡模式DM下去扫描触控显示面板110的触控传感器阵列，从而确定是否发生触碰事件。在图3A所示实施例中，在小睡模式DM下的所述第二扫描率大于在通常触控扫描模式AM下的通常扫描率，以及在小睡模式DM下的所述第二扫描率亦大于在快速触控扫描模式FM下的第一扫描率。举例来说(但不限于此)，在小睡模式DM下的所述第二扫描率可以是240Hz或是其他频率，在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率可以是180Hz或是其他频率，而在通常触控扫描模式AM下的所述通常扫描率可以是120Hz或是其他频率。
控制电路132可以基于触控扫描动作S1所产生的这个触控感测信息去进行算法动作A1，以便判断有无发生触碰事件。算法动作A1所进行的算法可以依照设计需求来选用。须注意的是，在小睡模式DM下的算法动作并不会产生触控坐标，因此控制电路132在小睡模式DM下不需进行触控坐标上报动作。
在小睡模式DM下的其他触控扫描动作S2、S3与S4可以参照触控扫描动作S1的相关说明来类推，故不再赘述。控制电路132可以基于触控扫描动作S2、S3与S4所产生的这些触控感测信息去个别进行算法动作A2、A3与A4。在小睡模式DM下的算法动作A2、A3与A4可以参照算法动作A1的相关说明来类推，故不再赘述。
在图3A所示实施例中，触碰事件被假设发生在时间t31。因为在进行触控扫描动作S4前恰巧发生了触碰事件，因此控制电路132可以在算法动作A4完成后立即获知发生了触碰事件，进而结束小睡模式DM并且进入快速触控扫描模式FM。其中，在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率大于在通常触控扫描模式AM下的所述通常扫描率。举例来说(但不限于此)，在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率可以是180Hz或是其他频率，而在通常触控扫描模式AM下的所述通常扫描率可以是120Hz或是其他频率。
在图3A所示实施例中，控制电路132在快速触控扫描模式FM下以“将一个触控感测帧的触控扫描动作切分在多个触控感测期间进行”的方式，去对触控显示面板110的触控传感器阵列进行触控扫描动作。举例来说，图3A所示触控扫描动作S5被进行在三个触控感测期间中。控制电路132经由触控感测电路133对触控显示面板110的触控传感器阵列进行触控扫描动作S5，以获得关于触控感测帧的触控感测信息INF。触控扫描动作S5的实施细节可以依照设计需求来决定。
控制电路132可以基于触控扫描动作S5所产生的这个触控感测信息去进行算法动作A5，以便产生触碰事件发生位置的触控坐标。算法动作A5所进行的算法可以依照设计需求来选用。在完成算法动作A5后，控制电路132可以在时间t32进行触控坐标上报动作，以将所述触控坐标提供给主机140。从时间t31(在小睡模式DM中发生第一次触碰事件的时间)至时间t32(控制电路132上报触控坐标的时间)的时间长度可以被称为在小睡模式中的初次响应时间(First Tap Latency under Doze Mode)TL3。
快速触控扫描模式FM的时间长度可以依照设计需求来定义。在图3A所示实施例中，由于通常触控扫描模式AM与显示帧周期同步，因此快速触控扫描模式FM可以持续到下一个显示帧期间开始为止。在快速触控扫描模式FM下的其他触控扫描动作S6与S7可以参照触控扫描动作S5的相关说明来类推，故不再赘述。控制电路132可以基于触控扫描动作S6与S7所产生的这些触控感测信息去个别进行算法动作A6与A7。在快速触控扫描模式FM下的算法动作A6与A7可以参照算法动作A5的相关说明来类推，故不再赘述。
在快速触控扫描模式FM结束后，控制电路132可以进入通常触控扫描模式AM。在图3A所示实施例中，控制电路132在通常触控扫描模式AM下以“将一个触控感测帧的触控扫描动作切分在多个触控感测期间进行”的方式，去对触控显示面板110的触控传感器阵列进行触控扫描动作。举例来说，图3A所示触控扫描动作S8被进行在五个触控感测期间中，以及图3A所示触控扫描动作S9被进行在其他五个触控感测期间。
控制电路132可以经由触控感测电路133对触控显示面板110的触控传感器阵列进行触控扫描动作S8，以获得关于触控感测帧的触控感测信息INF。触控扫描动作S8的实施细节可以依照设计需求来决定。控制电路132可以基于由触控扫描动作S8产生的触控感测信息来执行算法动作A8，以产生后续触碰事件(除了第一次触碰事件之外，未绘示于图3A)发生位置的触控坐标。可以根据设计要求选择在算法动作A8中执行的算法。在完成算法动作A8之后，控制电路132可以执行触控坐标上报动作以将触控坐标提供给主机140。图3A所示的通常触控扫描模式AM包括另一通常触控扫描模式S9和相应的算法动作A9，以扫描并上报随后的触碰事件，这可以参照触控扫描动作S8的相关说明来类推，故不再赘述。
图3B是依照相关技术的一种触控感测操作的时序示意图。图3B所示小睡模式DM、通常触控扫描模式AM、触控感测帧同步信号TSVD、触控感测期间同步信号TSHD、触控扫描动作S3、触控扫描动作S4、触控扫描动作S8、触控扫描动作S9、算法动作A3、算法动作A4与算法动作A8可以参照图3A的相关说明，故在此不予赘述。要注意的是，图3B的通常触控感测操作不实现快速触控扫描模式FM，并且小睡模式触控扫描率是120Hz，与通常触控扫描模式下的通常触控扫描率120Hz相同，其低于图3A的实施例所示的小睡模式触控扫描率。
在图3B所示实施例中，在小睡模式下的第一次触碰事件被假设发生在时间t41，该时间恰好在小睡模式下执行触控扫描动作S4之前发生，并且控制电路132无法获得触控坐标，直到通常模式触控扫描动作S8和算法动作A8完成才获得触控坐标。从时间t41(在小睡模式DM中发生第一次触碰事件的时间)至时间t42(控制电路132上报触控坐标的时间)的时间长度可以被称为在小睡模式下的初次响应时间TL4。将图3B所示的传统技术与图3A所示的实施例进行比较，已知快速触控扫描模式FM的使用可缩短在小睡模式下的初次响应时间，因为快速触控扫描模式FM提供了机会来执行触控扫描操作，该触控扫描操作可以不像通常触控扫描模式下那样精确，但是比通常触控扫描模式下的扫描和坐标上报速度更快。
图4A和图4B分别是使用快速触控扫描模式的触控显示驱动装置130的触控感测操作的时序图和不具有快速触控扫描模式的传统触控显示驱动装置的触控感测操作的时序图。图4A和图4B所示触控扫描操作与算法动作可以参照图3A和图3B的相关说明，故在此不予赘述。图4A和图4B示出了在触控扫描动作S3和相应的算法动作A3刚刚完成之后，在小睡模式下的第一次触碰事件正好发生的情况，诸如图4A和图4B中的时间t51或t61。在这种情况下，传统的触控显示驱动装置(不使用快速触控扫描模式FM)只能通过下一个小睡模式触控扫描动作S4和相应的算法动作A4检测到第一次触碰事件发生，然后启动通常触控扫描模式AM作为响应。在通常触控扫描模式AM的第一触控扫描动作S8和相应的算法动作A8完成之后，如图4B所示，传统的触控显示驱动装置在时间t62上报触控坐标。初次响应时间TL6的时间长。相较而言，如图4A所示，尽管使用快速触控扫描模式FM和较快的小睡模式触控扫描率的触控显示驱动装置也是通过下一个小睡模式触控扫描动作S4以及相应的算法动作A4检测到第一次触碰事件发生，但是触控显示驱动装置随后响应于检测到第一次触碰事件而启动快速触控扫描模式FM。在快速触控扫描模式FM的第一触控扫描动作S5和对应的算法动作A5完成之后，触控显示驱动装置在时间t52上报触控坐标，如图4A所示。即，触控显示驱动装置可以在进入通常触控扫描模式AM之前快速上报触控坐标，这导致较短的初次响应时间TL5。
触控显示面板110的触控传感器阵列可以包括例如18×32触控电极(触控传感器)，其由列(columns)X1至X18和行(rows)Y1至Y32表示。取决于不同的触控扫描模式(DM、FM和AM)，可以以不同的方式连接触控电极，如图5、图7A-7C和图9A-9C所示。图5是依照一实施例说明在小睡模式DM中触控显示面板110的触控传感器阵列的示意图。在小睡模式DM中，对于每行Y1-Y32而言，列X1至列X9的触控电极连接在一起，并且列X10至列X18的触控电极连接在一起。即，触控传感器阵列的左半部分和右半部分布置成类似于一个触控电极列。
请参照图1与图5。依照设计需求，触控感测电路133可以包括一个或多个模拟前端(analog front end，AFE)电路。在图5所示应用范例中，触控感测电路133可以包括二个AFE电路，其中一个AFE电路可以通过多任务器MUX与选择电路120而耦接至图5所示形成一个触控电极列(即在每一行中连接在一起的X1～X9)的触控传感器阵列的左半部分的触控电极行Y1～Y32，以处理来自触控传感器阵列左半部分的触控感测信号。类似地，另一个AFE电路可以通过多任务器MUX与选择电路120而耦接至图5所示形成一个触控电极列(即在每一行中连接在一起的X10～X18)的触控传感器阵列的右半部分的触控电极行Y1～Y32，以处理来自触控传感器阵列右半部分的触控感测信号。触控感测电路133可以扫描/感测是否在小睡模式DM中发生触碰事件。
图6是依照一实施例说明在小睡模式DM中触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的时序示意图。图6上部绘示了触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的波形，其中触控感测期间同步信号TSHD与触控扫描动作S1、S2、S3与S4可以参照图3A所示触控感测期间同步信号TSHD与触控扫描动作S1、S2、S3与S4的相关说明来类推，故不再赘述。
在图6的下部以放大图绘示了在执行触控扫描动作S3的触控感测期间P3中的触控驱动信号TX的波形。如图6下部所示，小睡模式DM的触控驱动信号TX包括，在执行小睡模式触控扫描操作的每个触控感测期间中的第二重复波形，并且所述第二重复波形对应于小睡模式DM中的所述第二扫描率。在图3A所示范例中，在小睡模式DM下的所述第二扫描率可以是240Hz。触控扫描率为240Hz，表示在一个显示帧期间内，基于显示帧率60Hz，整个触控传感器阵列被完全扫描了四次(与触控电极的连接方式无关)。其中，在小睡模式DM下的所述第二扫描率大于在通常触控扫描模式AM下的通常扫描率，以及在小睡模式DM下的所述第二重复波形不同于在通常触控扫描模式AM下的通常重复波形。
图7A至图7C是依照一实施例说明在快速触控扫描模式FM中触控显示面板110的触控传感器阵列的操作示意图。在图7A至图7C所示应用范例中，触控感测电路133可以包括二个AFE电路，其中每个AFE电路可以通过多任务器MUX与选择电路120顺序地耦接至图7A至图7C所示触控传感器阵列的对应一半的九个触控电极列。在图3A与图7A至图7C所示应用范例中，触控感测电路133可以在快速触控扫描模式FM下的三个触控感测期间中执行一个触控感测帧的触控扫描动作。
请参照图1、图3A与图7A。在快速触控扫描模式FM的第一个触控感测期间(P51)中，触控感测电路133可以进行触控扫描动作S5的第一部分，该第一部分是通过多任务器MUX与选择电路120去顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X1至X3中的触控电极(触控传感器)，以及通过多任务器MUX与选择电路120去顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X18至X16中的触控电极(触控传感器)。请参照图1、图3A与图7B。在快速触控扫描模式FM的第二个触控感测期间(P52)中，触控感测电路133可以进行触控扫描动作S5的第二部分，该第二部分是通过多任务器MUX与选择电路120去顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X4至X6中的触控电极(触控传感器)，以及通过多任务器MUX与选择电路120去顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X15至X13中的触控电极(触控传感器)。以此类推，在第三个触控感测期间(P53)中，触控感测电路133可以通过多任务器MUX与选择电路120去进行触控扫描动作S5的第三部分，该第三部分是顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X7至X9中的触控电极(触控传感器)，以及通过多任务器MUX与选择电路120去扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X12至X10中的触控电极(触控传感器)。在三个触控感测期间P51、P52和P53之后，触控扫描动作S5执行完成。在触控扫描动作S5执行完成之后，控制电路132可以根据在三个触控感测期间内从触控感测电路133接收的触控感测信息INF执行算法动作A5以产生触控坐标。
图8是依照一实施例说明在快速触控扫描模式FM中触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的时序示意图。图8上部绘示了触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的波形，其中触控感测期间同步信号TSHD与触控扫描动作S5可以参照图3A所示触控感测期间同步信号TSHD与触控扫描动作S5的相关说明来类推，故不再赘述。
在触控感测期间P51、P52和P53，触控扫描动作S5的三个部分是相似的。基于示范目的，在触控感测期间P52中的触控驱动信号TX的波形(其中执行了触控扫描动作S5的第二部分)绘示于图8的下部的放大图。在触控感测期间P51和P53的触控扫描动作S5的其他部分可以参照以上的相关描述而类推，在此不再赘述。执行小睡模式触控扫描操作的每个触控感测期间中的第二重复波形。
快速触控扫描模式FM的触控驱动信号TX包括在执行一部份的触控扫描动作S3的每个触控感测期间(例如图8中的P52)中的第一重复波形，并且所述第一重复波形相对应于在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率。基于图8所示范例，触控驱动信号TX的所述第一重复波形期间包括三组脉冲，并且每组脉冲被传输到对应的触控电极列(例如X4、X5或X6)的触控电极。基于图3A与图8所示范例，在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率可以是180Hz。触控扫描率为180Hz表示，在基于60Hz的一个显示帧期间内，整个触控传感器阵列将被扫描3次。其中，在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率大于在通常触控扫描模式AM下的通常扫描率，以及在快速触控扫描模式FM下的所述第一重复波形不同于在通常触控扫描模式AM下的通常重复波形。
图9A至图9C是依照一实施例说明在通常触控扫描模式AM中触控显示面板110的触控传感器阵列的操作示意图。在图9A至图9C所示应用范例中，触控感测电路133可以包括二个AFE电路，其中任何一个AFE电路可以通过多任务器MUX与选择电路120而依序地耦接至图9A至图9C所示触控传感器阵列的对应一半的九个触控电极列。在图3A、图9A至图9C所示应用范例中，触控感测电路133可以在通常触控扫描模式AM下且在五个触控感测期间中执行一个触控感测帧的触控扫描动作。
请参照图1、图3A与图9A。在第一个触控感测期间(P81)中，触控感测电路133可以进行触控扫描动作S8的第一部分，该第一部分是通过多任务器MUX与选择电路120去扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X1中的触控电极(触控传感器)，以及通过多任务器MUX与选择电路120去扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X18中的触控电极(触控传感器)。请参照图1、图3A与图9B。在第二个触控感测期间(P82)中，触控感测电路133可以进行触控扫描动作S8的第二部分，该第二部分是通过多任务器MUX与选择电路120去顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X2至X3中的触控电极(触控传感器)，以及通过多任务器MUX与选择电路120去顺序地扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X17至X16中的触控电极(触控传感器)。以此类推，触控感测电路133可以在第三个触控感测期间(P83)与第四个触控感测期间(P84)中分别进行触控扫描动作S8的第三部分与第四部份，以及触控感测电路133可以在第五个触控感测期间(P85)进行触控扫描动作S8的第五部份，以通过多任务器MUX与选择电路120去扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X8至X9中的触控电极(触控传感器)，以及通过多任务器MUX与选择电路120去扫描与感测在触控显示面板110的触控传感器阵列的触控电极列X11至X10中的触控电极(触控传感器)。在五个触控感测期间P81至P85之后，触控扫描动作S8执行完成。在触控扫描动作S8执行完成之后，控制电路132可以根据在五个触控感测期间内从触控感测电路133接收的触控感测信息INF执行算法动作A8以生成触控坐标。
图10是依照一实施例说明在通常触控扫描模式AM中触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的时序示意图。图10上部绘示了触控感测期间同步信号TSHD与触控驱动信号TX的波形，其中触控感测期间同步信号TSHD与触控扫描动作S8可以参照图3A所示触控感测期间同步信号TSHD与触控扫描动作S8的相关说明来类推，故不再赘述。
除了触控扫描动作S8的第一部分之外，触控扫描动作S8的第二部分至第五部分是相似的。基于示范目的，在图10的下部以放大图绘示了在执行触控扫描动作S8的第二部分的触控感测期间P82的触控驱动信号TX的波形。在触控感测期间P83至P85的触控扫描动作S8的第五部分可以参照以上的相关描述而类推，在此不再赘述。
通常触控扫描模式AM的触控驱动信号TX包括在执行一部分的通常触控扫描模式之触控扫描操作的每个触控感测期间(例如图10中的P82)中的通常重复波形，而所述通常重复波形相对应于在通常触控扫描模式AM中的通常扫描率。基于图10所示范例，触控驱动信号TX的通常重复波形包括两组脉冲，并且每组脉冲包括被发送到对应触控电极列(例如X2或X3)的触控电极的八个脉冲。基于图3A与图10所示范例，在通常触控扫描模式AM下的所述通常扫描率可以是120Hz。触控扫描率为120Hz表示，在基于显示帧率60Hz的一个显示帧期间内，整个触控传感器阵列将被完整扫描两次。其中，在通常触控扫描模式AM下的所述通常扫描率小于在小睡模式DM下的所述第二扫描率与在快速触控扫描模式FM下的所述第一扫描率，以及在通常触控扫描模式AM下的通常重复波形不同于在快速触控扫描模式FM下的所述第一重复波形。
在图3A或图4A的实施例中，快速触控扫描模式FM的开始和通常触控扫描模式AM的开始与显示帧同步信号(Vsync)同步，这意味着在确定小睡模式下的第一次触碰事件发生之后，显示驱动装置不会立即响应于确定小睡模式下的第一次触碰事件发生就进入快速触控扫描模式FM。在另一个实施例中，快速触控扫描模式FM之开始不需要与显示帧同步信号同步，如图11所示。图11是依照本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。图11所示实施例可以参照图3A的相关说明来类推，故不再赘述。请参照图1与图11。控制电路132可以将触控驱动信号TX配置为在小睡模式DM下基于第二扫描率(例如240Hz或是其他频率)去扫描触控显示面板110的触控传感器阵列，以确定是否发生触碰事件。触控感测电路133可以对触控显示面板110的触控传感器阵列进行小睡模式触控扫描动作，以及控制电路132可以进行算法动作，以便判断有无发生触碰事件。
在图11所示实施例中，在小睡模式中的第一次触碰事件被假设发生在时间t11，该时间t11在第三个小睡模式触控扫描动作S3执行之前。控制电路132可以在算法动作A3完成后获知发生了第一次触碰事件，并且作为响应于检测到第一次触碰事件，触控显示驱动装置130可以结束小睡模式DM并且进入快速触控扫描模式FM。在这种情况下，触控显示驱动装置130不需要执行第四小睡模式触控扫描动作。在快速触控扫描模式FM中，触控感测电路133在三个触控感测期间(触控感测期间同步信号TSHD为高逻辑电平的期间)内对触控显示面板110的触控传感器阵列执行第一快速触控扫描模式触控扫描动作S5，以获得相应于一个触控感测帧的触控感测信息INF。控制电路132可以基于触控扫描动作S5所产生的这个触控感测信息去进行算法动作A5，以便产生触碰事件的触控坐标。在完成算法动作A5后，控制电路132可以在时间t112进行触控坐标上报动作，以将所述触控坐标提供给主机140。
由于通常触控扫描模式AM的开始与显示帧同步信号同步，因此快速触控扫描模式FM可以持续到显示帧同步信号Vsync的下一个脉冲为止。在快速触控扫描模式FM结束后，触控显示驱动装置130可以进入通常触控扫描模式AM。图11所示通常触控扫描模式AM的操作可以参照图3A所示通常触控扫描模式AM的相关说明来类推，故不再赘述。
在快速触控扫描模式FM与显示帧同步信号同步的情况下，由于触控显示驱动装置130在快速触控扫描模式FM就能够检测与上报触碰事件，因此触控显示驱动装置130也可以选择将其保持在快速触控扫描模式FM中更长的时间。图12是根据本发明的一实施例的一种触控感测操作的时序示意图。图12所示实施例可以参照图3A和图11的相关说明来类推，故不再赘述。请参照图1与图12。在图12所示的实施例中，假设在小睡模式下的第一次触碰事件发生在时间t12，该时间t12在执行第三小睡模式触控扫描动作S3之前。控制电路132可以在算法动作A3完成后获知发生了第一次触碰事件，并且作为响应于检测到第一次触碰事件，触控显示驱动装置130可以结束小睡模式DM并且进入快速触控扫描模式FM。触控显示驱动装置130不需要执行第四个小睡模式触控扫描动作。此外，只要通常触控扫描模式AM的开始与显示帧同步信号同步，即使在显示帧同步信号的下一个脉冲已经到来的情况下，触控显示驱动装置130可以在多一个显示帧期间保持在快速触控扫描模式FM。
依照不同的设计需求，上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132的方块的实现方式可以是硬件(hardware)、固件(firmware)、软件(software，即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。
以硬件形式而言，上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132的方块可以实现于集成电路(integrated circuit)上的逻辑电路。上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132的相关功能可以利用硬件描述语言(hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说，上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132的相关功能可以被实现于一或多个控制器、微控制器、微处理器、特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、场可程序逻辑门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)及/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。
以软件形式及/或固件形式而言，上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132的相关功能可以被实现为编程码(programming codes)。例如，利用一般的编程语言(programming languages，例如C、C++或汇编语言)或其他合适的编程语言来实现上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132。所述编程码可以被记录/存放在非临时的记录媒体(non-transitory recording medium)中。在一些实施例中，所述非临时的记录媒体例如包括只读存储器(Read Only Memory，ROM)、非挥发随机存取内存(non-volatile RandomAccess Memory，NVRAM)、闪存(flash memory)以及(或是)存储装置。所述存储装置包括硬盘(hard disk drive，HDD)、固态硬盘(Solid-state drive，SSD)或是其他存储装置。在另一些实施例中，所述记录媒体可以包括“非临时的计算机可读取媒体(non-transitorycomputer readable medium)”。举例来说，带(tape)、碟(disk)、卡(card)、半导体内存、可程序设计的逻辑电路等可以被使用来实现所述非临时的计算机可读取媒体。计算机、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器或微处理器可以从所述记录媒体中读取并执行所述编程码，从而实现上述时序产生电路131以及(或是)控制电路132的相关功能。而且，所述编程码也可经由任意传输媒体(通信网路或广播电波等)而提供给所述计算机(或CPU)。所述通信网路例如是因特网(Internet)、有线通信(wiredcommunication)网络、无线通信(wireless communication)网络或其它通信介质。
综上所述，上述诸实施例所述触控显示驱动装置130及其操作方法可以配置触控驱动信号TX，以在通常触控扫描模式AM中基于通常扫描率(例如120Hz)扫描触控显示面板110的触控传感器阵列。响应于小睡模式DM中的第一次触碰事件发生，触控显示驱动装置130结束小睡模式DM以及进入快速触控扫描模式FM。控制电路132在紧接通常触控扫描模式AM之前的所述快速触控扫描模式FM下可以配置所述触控驱动信号TX基于第一扫描率(例如180Hz)扫描触控显示面板110的触控传感器阵列。藉由使用快速触控扫描模式FM(其触控扫描率高于在通常触控扫描模式AM中的通常触控扫描率)，所述触控显示驱动装置130可以在小睡模式下尽可能地缩短初次响应时间。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种触控显示驱动装置，被配置为驱动触控显示面板，其特征在于，所述触控显示驱动装置包括：
触控感测电路，被配置为输出触控驱动信号给所述触控显示面板的触控传感器阵列，以及从所述触控传感器阵列接收多个触控感测信号，其中
所述触控驱动信号被配置为：
在小睡模式下以第二扫描率扫描所述触控传感器阵列以确定是否发生触碰事件，
在通常触控扫描模式中以通常扫描率扫描所述触控传感器阵列，以及
响应于被确定为在所述小睡模式下发生的所述触碰事件，在紧接在所述小睡模式之后并且在所述通常触控扫描模式之前的快速触控扫描模式下以第一扫描率扫描所述触控传感器阵列，其中所述第一扫描率大于所述通常扫描率。
2.根据权利要求1所述的触控显示驱动装置，其特征在于，在所述小睡模式下的所述第二扫描率大于所述通常扫描率。
3.根据权利要求2所述的触控显示驱动装置，其特征在于，所述第二扫描率大于所述第一扫描率。
4.根据权利要求1所述的触控显示驱动装置，其特征在于，所述触控驱动信号包括与在所述快速触控扫描模式下所述第一扫描率相对应的第一重复波形以及与在所述通常触控扫描模式中所述通常扫描率相对应的通常重复波形，其中所述第一重复波形不同于所述通常重复波形。
5.根据权利要求4所述的触控显示驱动装置，其特征在于，所述触控驱动信号更包括与在所述小睡模式下所述第二扫描率相对应的第二重复波形，其中在所述小睡模式下的所述第二扫描率大于所述通常扫描率，以及所述第二重复波形不同于所述通常重复波形。
6.根据权利要求1所述的触控显示驱动装置，其特征在于，所述触控显示驱动装置更包括：
控制电路，耦接至所述触控感测电路以接收触控感测信息，被配置为基于所述触控感测信息而产生触控坐标，其中所述触控感测信息是由所述触控感测电路根据所述多个触控感测信号所产生的。
7.根据权利要求1所述的触控显示驱动装置，其特征在于，所述快速触控扫描模式持续到显示帧同步信号的下一个脉冲为止。
8.一种触控显示驱动装置的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括：
由触控感测电路输出触控驱动信号给触控显示面板的触控传感器阵列，其中所述触控驱动信号被配置为：在小睡模式下以第二扫描率扫描所述触控传感器阵列以确定是否发生触碰事件，在通常触控扫描模式中以通常扫描率扫描所述触控传感器阵列，以及响应于被确定为在所述小睡模式下发生的所述触碰事件而在紧接在所述小睡模式之后并且在所述通常触控扫描模式之前的快速触控扫描模式下以第一扫描率扫描所述触控传感器阵列，其中所述第一扫描率大于所述通常扫描率；以及
由所述触控感测电路从所述触控传感器阵列接收多个触控感测信号。
9.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于，在所述小睡模式下的所述第二扫描率大于所述通常扫描率。
10.根据权利要求9所述的操作方法，其特征在于，所述第二扫描率大于所述第一扫描率。
11.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于，所述触控驱动信号包括与在所述快速触控扫描模式下所述第一扫描率相对应的第一重复波形以及与在所述通常触控扫描模式中所述通常扫描率相对应的通常重复波形，其中所述第一重复波形不同于所述通常重复波形。
12.根据权利要求11所述的操作方法，其特征在于，所述触控驱动信号更包括与在所述小睡模式下所述第二扫描率相对应的第二重复波形，其中在所述小睡模式下的所述第二扫描率大于所述通常扫描率，以及所述第二重复波形不同于所述通常重复波形。
13.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于，所述操作方法更包括：
由控制电路从所述触控感测电路接收触控感测信息，其中所述触控感测信息是由所述触控感测电路根据所述多个触控感测信号所产生的；以及
由所述控制电路基于所述触控感测信息而产生触控坐标。
14.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于，所述快速触控扫描模式持续到显示帧同步信号的下一个脉冲为止。
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