CN101872586A - 笔划捕获等待时间的最小化 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及笔划捕获等待时间的最小化。一种方法，包括从传感器接收第一接触点数据，生成对应于所接收的第一接触点数据的第一数据像素，并用第一驱动方案以第一数据像素更新显示设备的第一显示像素。显示设备的显示像素可具有多个稳定的显示状态，且第一数据像素可由第一单元生成。该方法可进一步包括从传感器接收第二接触点数据，生成对应于所接收的第二接触点数据的第二数据像素，并使用第二驱动方案用第二数据像素更新显示设备的第二显示像素。第一和第二驱动方案可以是不同的驱动方案。第二数据像素可以由第一单元生成。

Description

笔划捕获等待时间的最小化
技术领域
本申请涉及驱动或更新具有显示像素的有源矩阵的电光显示设备，该显示像素具有多个稳定的显示状态。
背景技术
电光材料具有至少两个“显示状态”，这些状态在至少一个光学特性方面不同。通过对该材料施加电场，电光材料可从一个状态改变到另一个状态。光学特性可以是人眼可见的或不可见的，并可包括光传输、反射或发光。例如，光学特性可以是可见的颜色或者灰色梯度。
电光显示器包括旋转双色元件(rotating bichromal member)、电致变色介质、电润湿以及基于粒子(particle-based)的电泳类型。电泳显示(“EPD”)设备，有时称为“电子纸”设备，可采用几种不同类型的电光技术中的一种。粒子基电泳介质包括流体，该流体可以是液体的，也可以是气体的。不同类型的粒子基EPD设备包括使用封装电泳介质、聚合物分散型电泳介质和微胞介质(microcellular media)的设备。另一种类似于EPD的电光显示器是介电电泳显示器。
通常，通过单独地控制大量单独的小图像元件或显示像素的显示状态，在电光显示设备上形成图像。具有一个或多个比特的数据像素定义显示像素的特定显示状态。一帧的数据像素定义一图像。通常，显示像素以行和列设置，形成显示矩阵。示例性的电光显示像素包括位于公共电极和像素电极之间的电光材料层。这两个电极中的一个(通常是公共电极)可以是透明的。公共电极和像素电极一起在各个显示像素形成平行板电容器，且当两个电极间存在电势差时，位于这两个电极之间的电光材料受到产生的电场的影响。
对于每个显示像素，有源矩阵显示器包括至少一个非线性电路元件，如晶体管。示例性有源矩阵显示像素包括具有与像素电极连接的漏极端子的薄膜晶体管。晶体管的栅极端子和源极端子分别与行选择线和列数据线连接。为了改变显示像素的显示状态，公共电极接地或设置在某些其他合适的电压，行驱动电路通过在行选择线施加合适电压而导通晶体管。与显示状态转换相应的依赖于光学特性的电压可通过列驱动电路在列数据线上驱动。
电光显示设备可具有显示像素，该显示像素具有多个稳定显示状态。这类显示设备能够显示(a)多个显示状态，并且(b)其显示状态被认为是稳定的。关于(a)，具有多个稳定显示状态的显示设备包括本领域称为“双稳态”的电光显示器。双稳态显示的显示像素具有第一和第二稳定显示状态。第一和第二显示状态在至少一个光学特性方面(诸如可见颜色或灰色梯度)不同。例如，在第一显示状态，显示像素可呈现黑色，而在第二显示状态，显示像素可呈现白色。此外，具有多个稳定显示状态的显示设备包括具有显示像素的设备，该显示像素具有三个或更多稳定的显示状态。多个显示状态中的每一个在至少一个光学特性方面不同，如光、介质和特定颜色的暗色调(dark shade)。又例如，具有多个稳定状态的显示设备可具有显示像素，该显示像素具有与4、8、16、32或64种不同灰色梯度对应的显示状态。
关于(b)，按照一个定义，如果显示状态的持续时间相对于显示像素驱动时间足够大，则显示设备的多个显示状态被认为是稳定的。显示像素的显示状态可通过将驱动脉冲(通常是电压脉冲)施加到显示像素的列数据线而改变，直到获得所需的呈现。或者，显示像素的显示状态可通过以一系列间隔规则时间的驱动脉冲在一定时间内驱动数据线而改变。在任一情形中，显示像素在驱动时间结束时展示出新显示状态。如果新显示状态持续至少几倍于驱动时间的最小持续时间，则新显示状态被认为是稳定的。通常，在本领域中，LCD和CRT的显示像素的显示状态被认为是不稳定的，而认为EPD显示像素的显示状态是稳定的。
通常，电光显示器和EPD设备的优点具体在于，一旦显示像素被设置在特定显示状态，则该像素将保持该状态很长一段时间(最少1分钟或几分钟，大到几小时、几天、几个月或更长)而无需汲取电能。EPD设备需要仅在呈现的图像外观需要改变或呈现的图像亮度减小到所需水平以下时被刷新。与此相比，其他类型的显示技术保持其显示状态的时间要短的多。例如，液晶显示器(“LCD”)的显示像素保持其光学外观的时间小于一秒钟。然而，与其他显示技术如LCD相比，EPD设备要求相对长的驱动时间来使显示像素采取新的显示状态。因此，改变呈现在EPD设备上的图像可能需要比所期望的时间更长。
EPD设备可用于电子阅读器。电子阅读器可用来阅读书籍、报纸、杂志和其他文献。通常，纸质文献阅读者以钢笔或铅笔标记文献，如在感兴趣部分处画图或在页边作标注。某些纸质文献的阅读者(如学生)以浅色标记来突出文章的段节。此外，许多纸质文献设计了供阅读者书写信息的位置。这类文献的实例范围包括了商业表格到纵横拼字谜。因此使得能够在电子纸设备所显示的文献上进行“书写”是有利的。
LCD和CRT上可以设置能够检测笔输入的传感器。已经开发了各种技术，其中，显示设备能够接收来自笔或其他指向设备的输入。例如，已知的有电阻、电容、声学和光笔触摸屏。
在具有能够检测笔输入的传感器的显示设备中，有一部分处理时间与显示由传感器捕获的笔划(pen stroke)有关。该笔划捕获等待时间将增加更新显示设备上呈现的图像所需的时间。因此，需要将笔划捕获等待时间最小化的方法和设备。
发明内容
在一个实施例中，一种方法，包括：从传感器接收第一接触点数据；生成对应于所接收的第一接触点数据的第一数据像素；以及用第一驱动方案以第一数据像素更新显示设备的第一显示像素。显示设备的显示像素可具有多个稳定的显示状态，且第一数据像素可由第一单元生成。
在一个实施例中，本方法可进一步包括：从传感器接收第二接触点数据；生成对应于所接收的第二接触点数据的第二数据像素；以及用第二驱动方案以第二数据像素更新显示设备的第二显示像素。第一和第二驱动方案可以是不同的驱动方案。该第二数据像素可以由第一单元生成。
一个实施例涉及一种显示控制器。该显示控制器可包括存储数据像素的第一存储器和存储合成像素的第二存储器。显示控制器可包括第一单元，用于从传感器接收接触点数据，以生成对应于所接收的接触点数据的数据像素，并将生成的数据像素存储在第一存储器中。此外，显示控制器可包括第二单元，用于根据由第一单元生成的数据像素生成合成像素，并将合成像素存储在第二存储器中。此外，显示控制器可包括第三单元，用于利用对应于合成像素的驱动脉冲更新显示设备的显示像素，所述显示设备的显示像素具有多个稳定的显示状态。
在一个实施例中，显示控制器的第二单元可操作用于根据由第一单元生成的第一数据像素生成第一合成像素，第一数据像素对应于第一接触点数据。此外，第二单元可操作用于根据存储在第一存储器中的第二数据像素生成第二合成像素。第二数据像素可由主机存储在第一存储器中。此外，第三单元可操作用于利用对应于第一和第二合成像素的驱动脉冲更新显示设备的显示像素。可以使用第一驱动方案更新第一合成像素，而可以使用第二驱动方案更新第二合成像素。
附图说明
图1是具有显示设备、显示控制器和触控板传感器的示例性显示***的框图。
图2是图1中显示设备的示意图，该显示设备具有显示矩阵。
图3是图2中示例性显示矩阵的示意图，该显示矩阵具有显示像素。
图4是示出了设置在形成一个或多个显示像素的有源矩阵配置中的电极之间的电泳介质的示图。
图5是用来改变显示像素的显示状态的示例性波形的时序图。
图6是根据一个实施例的图1中的显示控制器的框图，该显示控制器包括序列控制器(sequence controller)。
图7是示出了图1的显示***中的示例性数据路径的框图。
图8是示出了根据一个实施例的像素合成操作800的流程图。
图9是示出了根据一个实施例的显示输出操作的流程图。
图10是示出了根据一个实施例的笔提取接口(pen drawinginterface)操作的流程图。
图11是示出了示例性笔划位置的示意图。
具体实施方式
在下面对示例性实施例的详细描述中，会参考构成实施例的一部分的附图。在几个附图中，相同的参考标号表示相同元件。详细描述和附图会阐述示例性实施例。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，也可采用其他实施例，以及做出其他变化。因此下面的详细说明不能被认为是限制性的，本发明要求的主题范围由所附权利要求限定。
图1示出了示例性显示***20的框图，其示出了可执行本发明实施例的一种情形。***20包括主机22、具有显示矩阵26的显示设备24、显示控制器28和***存储器30。***20还包括显示存储器32、波形存储器34、温度传感器36和显示功率模块38。此外，***20包括示例性的“触控板”传感器10和触摸传感器控制器(“TSC”)12。在一个实施例中，笔14可用来指定对传感器10的笔输入。虽然传感器10和显示矩阵26是在方框图中独立位置示出的，但可以理解它们可彼此可叠加或对准。此外，***20包括第一总线18、第二总线19、总线50以及所示的总线互连***组件。***20可以是任何数字***或电器。在一个实施例中，***20是电池供电(未示出)的便携式电器，如电子阅读器。图1仅示出了***20中被认为有助于理解所公开的实施例的方面，省略了许多其他方面。
主机22可以是通用微处理器、数字信号处理器、控制器、计算机或执行任何计算机可读类型的指令以执行操作的任何其他类型的设备、电路或逻辑。可用作主机或主要处理器的任何类型的设备都被当作在本公开实施例的范围内。
在一个实施例中，显示设备24可以是具有显示像素的电光显示设备，该显示像素具有多个稳定的显示状态，其中，可以通过系列的两个以上的驱动脉冲驱动各显示像素从当前显示状态到新显示状态。在一种备选方案中，显示设备24可以是具有显示像素的电光显示设备，该显示像素具有多个稳定的显示状态，其中，可以通过单个驱动脉冲驱动各显示像素从当前显示状态到新显示状态。显示设备24可以是有源矩阵显示设备。在一个实施例中，显示设备24可以是有源矩阵、基于粒子的电泳显示设备，具有包括悬浮在流体中的一种或多种类型的荷电粒子的显示像素，显示像素的光学外观可通过跨越显示像素施加电场引起穿过流体的粒子移动而改变。
在一个实施例中，显示控制器28可以设置在与***20的其他元件分开的集成电路(“IC”)上。在备选实施例中，显示控制器28不必在独立IC中实施。在一个实施例中，显示控制器28可以集成到***20的一个或多个其他元件中。显示控制器28会在下文进一步说明。
***存储器30可以是SRAM、VRAM、SGRAM、DDRDRAM、SDRAM、DRAM、闪存、硬盘或任何其他合适的存储器。***存储器可存储主机22能读取并执行以进行操作的指令。***存储器也可存储数据。
显示存储器32可以是SRAM、VRAM、SGRAM、DDRDRAM、SDRAM、DRAM、闪存、硬盘或任何其他合适的存储器。显示存储器32可以是独立的存储器单元(图中以虚线示出)，如独立的IC，或者可以是嵌入到显示控制器28中的存储器，如图1所示。显示存储器32可以用来存储一帧像素数据和一帧合成像素数据。在一个实施例中，显示存储器32可用于存储指令或数据。
波形存储器34可以是闪存、EPROM、EEPROM或任何其他合适的非易失性存储器。波形存储器34可存储一个或多个不同驱动方案，每个驱动方案包括一个或多个用来驱动显示像素到新显示状态的波形。波形存储器34可包括用于一个或多个更新模式的不同的波形集合。波形存储器34可包括适于在一个或多个温度使用的波形。波形存储器34可经串行或并行总线与显示控制器28连接。在一个实施例中，波形存储器34可用于存储指令或数据。
改变显示像素的显示状态为新显示状态所需的驱动脉冲(或更具体地，上述系列驱动脉冲)取决于温度和其他因素。为了确定温度，提供了温度传感器36。温度传感器36可以是具有集成的SigmaDelta模数转换器的数字温度传感器或任何其他合适的数字温度传感器。在一个实施例中，温度传感器36包括I2C接口，并经I2C接口与显示控制器28连接。温度传感器36可安装在适于获取接近显示设备24的显示像素的实际温度的温度测量值的位置。温度传感器36可与显示控制器28连接以便提供温度数据，该温度数据可用于选择显示像素驱动方案。
功率模块38与显示控制器28和显示设备24连接。功率管理单元38可以是独立的IC。功率模块38从显示控制器28接收控制信号，并产生适当电压(或电流)的驱动脉冲，以驱动显示设备的所选显示像素。在一个实施例中，功率管理单元38可产生+15V、-15V或0V电压。当不需要驱动脉冲时，功率模块38可掉电或设置在待机模式。
图2示出显示设备24的示意图。可以通过逐个控制大量单独的小图像元件(“显示像素”)40的显示状态而在显示设备24上形成图像。显示设备24包括显示像素40的显示矩阵26。在一个实施例中，每个显示像素40包括有源开关元件(图2中未示出)，如薄膜晶体管。开关元件被行驱动器42和列驱动器44选择和驱动。在操作中，行驱动器42可选择行选择线46中的一个，导通该行中所有开关元件。列驱动器44可对一个或多个所选列数据线48提供驱动脉冲，由此，将驱动脉冲提供给位于所选行线和列线交叉处的显示像素。
显示设备24可经一个或多个总线50与显示控制器28连接，该总线被显示控制器用来提供像素数据和控制信号给显示器。显示像素40的显示状态是由一比特或多比特数据定义的，其可被称为“数据像素”。图像由数据像素定义，并可被称为“帧”。通常，显示像素被设置在形成矩阵(“显示矩阵”)26的行和列中。帧的数据像素和对应的显示矩阵26的显示像素40之间是一一对应的。
图3示出了显示像素40的示例性显示矩阵26的示意图。显示设备24包括显示像素40的显示矩阵26以便显示像素数据帧。显示矩阵26可包括任意数目的行和列的显示像素。例如，显示矩阵包括480行和640列。显示矩阵26包括第一行R1。显示矩阵26包括一个或多个子矩阵52。在一个实施例中，显示子矩阵52定义了弹出菜单。在另一个实施例中，显示子矩阵52定义了光标。在另一个实施例中，显示子矩阵52定义对话框。在又一个实施例中，显示子矩阵52定义笔输入产生的图像。
显示设备24的显示矩阵26的显示像素40可具有多个稳定状态。在一个实施例中，显示设备24是具有显示像素40的显示设备，该显示像素具有三个或更多稳定的显示状态，每个显示状态在至少一个光学特性方面不同。在一个备选实施例中，显示设备24是具有显示像素40的双稳显示设备，该显示像素具有第一和第二稳定显示状态，各个状态在至少一个光学特性方面与另一状态不同。显示像素40的显示状态可相对于驱动时间持久不变。在一个实施例中，显示像素40的显示状态至少在驱动时间的最小持续时间的两倍或三倍时间内持久不变。此外，在一个实施例中，将显示像素40的显示状态从当前显示状态改变为新显示状态所需的电压脉冲很大程度上取决于当前的显示状态。
在一个实施例中，显示设备24包括一层位于公共电极和像素电极之间的电光材料。这两个电极中的一个(通常为公共电极)可以是透明的。公共和像素电极一起形成平行板电容器，且当两个电极间存在电势差时，位于这两个电极之间的电光材料受到产生的电场的影响。这种通用设置可以是在每个显示像素处的一个平行板电容器的形式，或在每个显示像素处的一个以上的平行板电容器的形式。
图4是示出了设置在公共电极和像素电极之间的一种类型的电泳介质、有源矩阵的一种类型的非线性电路元件、以及行和列驱动电路的示例性设置的示意图。图4包括部分示例性电泳显示器26的横截面简化表示、部分相关的非线性电路元件的示意图以及行驱动电路42和列驱动电路44的框图。参考图4，一个或多个微胶囊(microcapsule)54夹在公共电极56和像素电极58之间。公共电极56可以是透明的。薄膜晶体管60的漏极端子与像素电极58连接。薄膜晶体管60的栅极端子经行选择线46与行驱动器42连接。每个薄膜晶体管60的源极端子经列数据线48与列驱动器44连接。如图4所示，每个显示像素可与一个微胶囊54相对应，或可与两个或更多微胶囊相对应(未示出)。每个微胶囊54可包括在流体61中悬浮的正电荷的白粒子62和负电荷的黑粒子64。
为了改变显示像素40的显示状态，公共电极56接地或设置在某些其他合适的电压，且行驱动电路42通过将适当电压驱动到行选择线46上而导通一行中的所有晶体管60。然后，列驱动电路44将驱动脉冲驱动到数据像素的列数据线48上，使其显示状态改变。随着电荷在公共电极56和像素电极58上积累，跨越与特定显示像素相关的微胶囊54建立电场。当电场为正的时，白粒子62向电极56移动，这导致显示像素在外观上变得更白。另一方面，当电场为负的时，黑粒子64向电极56移动，这导致显示像素外观上变得更黑。微胶囊54a是完全白色的显示像素的简化表示，而微胶囊54b是完全黑色的显示像素的简化表示。此外，微胶囊54c示出具有与全白或全黑不同的灰度值的显示像素，即灰色。
只要电荷存储在公共电极56和像素电极58上，就有跨越显示像素的电场，引起在流体中的粒子移动。应理解，即使在行驱动电路42使晶体管60截止，或者列驱动电路44停止将驱动脉冲驱动到列数据线48上后，电荷也可保持在公共电极56和像素电极58上，即，场不会立即消失。此外，粒子62、64可具有动量。因此，在显示像素被驱动后，在流体中的粒子移动会继续一段时间。
虽然显示像素的显示状态可通过使列驱动器施加和保持适当的驱动脉冲到列数据线48上而改变，直到在单个时间间隔里获得所需的显示状态，但是其他方法也可用于改变显示像素的显示状态。各种其他方法提供用于随时间驱动一系列驱动脉冲。在这些方法中，显示矩阵26是在一系列的两个以上“驱动帧”中被刷新或更新的。对于该系列中的每个驱动帧，每行被选择一次，使列驱动器44将驱动脉冲驱动到所选行的每个显示像素上，以使其显示状态改变。每行被选择的持续时间可相等，以使系列中每个驱动帧具有相同的持续时间。因此，不用在单个时间段以单个驱动脉冲改变显示像素的显示状态，通过在时间上规则隔开的一系列的时间段中驱动一系列的驱动脉冲，可改变显示状态。
图5示出了示例性波形66。本说明书使用的术语“波形”表示在时间上规则隔开的一系列时间段中产生的整个系列的驱动脉冲，用于引起从某些初始显示状态到最终显示状态的转换。波形可包括一个或多个“脉冲”或“驱动脉冲”，这里脉冲或驱动脉冲通常指电压对时间的积分，但也可指电流对时间的积分。本说明书使用的术语“驱动方案”指足以实现特定环境条件下特定显示设备的显示状态间的所有可能转换的一组波形。
所提供的波形66用于概括描述波形特征和定义术语。波形66不是为了描绘实际波形。图5中所示的时间段并不是特意按比例的。单个驱动脉冲被驱动的时间段可称为“驱动脉冲期间(drive pulseperiod)”。在一个实施例中，各驱动脉冲期间具有相同的持续时间。显示矩阵26的所有线被寻址一次的时间段可称为“驱动帧期间”。在一个实施例中，每个驱动帧期间具有相同的持续时间。与整个系列的驱动帧期间相关的时间可称为“波形期间”。显示像素40的“驱动时间”可等于波形期间。
显示设备24可利用多个驱动方案。例如，显示设备24可使用灰度级驱动方案(“GSDS”)，该方案可用来引起所有可能灰度级间的转换。此外，显示设备24可使用单色驱动方案(“MDS”)，该方案可用来引起仅两个灰度级(如黑或白)之间的转换。此外，显示设备24可使用笔更新模式(pen update mode，“PU”)，该方案可用来引起包括所有可能灰度级的初始状态和黑或白的最终状态间的转换。MDS和PU驱动方案通常提供比GSDS驱动方案更快地改写显示。驱动方案可基于所需的显示状态转换的类型来选择。例如，如果显示像素可采用16个灰度级中的任一个，且被更新的区域包括从10到15的显示像素转换，则必须使用GSDS驱动方案。然而，如果被更新的区域包括从10到0、或10到15的显示像素转换，则可使用GSDS或PU驱动方案。因为PU驱动方案比GSDS驱动方案更快，因此通常使用PU驱动方案。在备选实施例中，可提供任何数量的显示状态，如2、4、8、32、64、256等等。
图6更详细地示出了图1中的显示控制器28。显示控制器28可包括一个或多个更新管线(pipe)84、时序生成单元86、像素处理器88和更新管线定序器(update pipe sequencer)90。此外，显示控制器28可包括序列控制器100和存储器102(“命令RAM”)。此外，显示控制器28也可包括触摸屏控制器接口104和主机接口106。
显示控制器28的使用允许显示设备24上显示的图像被分成两个或更多区域且每个区域可在分开的显示更新操作中更新。每个显示更新操作可使用不同的驱动方案或更新模式，且该显示更新操作可在时间上交叠。每个显示更新操作可使用不同更新管线84。即使在使用第二更新模式更新第二区域的显示更新操作正在进行时，也可开始使用第一更新模式的对显示矩阵的第一区域的更新。
显示控制器28的使用也包括一种操作性能(operability)，用于接收对应于被笔14接触的触控板传感器10上第一位置的第一坐标位置并更新显示矩阵的第一区域的对应的显示像素。显示控制器28可随后接收对应于被笔14接触的触控板传感器10上第二位置的第二坐标位置。显示控制器28可操作用于更新显示矩阵的第二区域的对应显示像素。第一和第二区域的更新可在第一和第二更新操作中执行。各显示更新操作可使用不同驱动方案或更新模式，并可在时间上交叠。此外，各显示更新操作可使用不同的更新管线84。即使在更新第一区域的显示更新操作正在进行时，也可开始更新第二区域的显示更新操作。
显示存储器32可与主机22经主机接口106连接。此外，显示存储器32可与像素处理器88、更新管线定序器90和序列控制器100连接。序列控制器100可与触摸屏控制器12经触摸屏控制器接口104连接。命令RAM 102可与序列控制器100连接并存储要由序列控制器100执行的命令。更新管线定序器90可与一个或多个更新管线84连接，进而可与时序生成单元86连接。
图7是示出了显示下文说明的用于像素合成和显示输出操作的、***20及显示控制器28的显示存储器32和其他组件之间的示例性数据路径。在一个实施例中，显示存储器32包括图像缓冲器78和更新缓冲器80。主机22可经数据路径“A”向图像缓冲器78写入。(但图7中没有示出，主机22也可从显示存储器32中读取)。像素处理器88可经数据路径“B”从图像缓冲器78读取。此外，像素处理器88可经数据路径“C”从更新缓冲器80读取并向其写入。更新管线定序器90可经数据路径“D”从更新缓冲器80读取。此外，序列控制器100可经数据路径“E”向图像缓冲器78写入。序列控制器100经数据路径“F”从触摸屏控制器接收接触坐标。
图像缓冲器78可用来存储数据像素帧。更新缓冲器82可用来存储合成像素。在一个实施例中，“合成像素”是定义像素转换的数据结构或数据记录。合成像素可包括定义当前显示状态和下一显示状态的数据。合成像素可额外包括分配的更新管线84的标识符。
主机22可使用数据路径A在图像缓冲器78中存储全帧的数据像素或帧的一部分的数据像素。备选地，诸如在序列控制器100执行笔输入接口操作时，序列控制器100可在图像缓冲器78中存储一个或多个数据像素。像素处理器88可包括生成合成像素的操作性能。像素处理器88可读取存储在图像缓冲器78中的数据像素从而用数据路径B获得定义显示像素40的下一显示状态的数据。在一个实施例中，像素处理器88可读取存储在更新缓冲器80中的合成像素，从而获得定义显示像素40的当前显示状态的数据。像素处理器88可用数据路径C读取合成像素。像素处理器88可使用从图像缓冲器78获得的数据像素以及从更新缓冲器80获得的合成像素来生成新合成像素。像素处理器88可用数据路径C在更新缓冲器80中存储其生成的合成像素。像素处理器88在更新缓冲器80中存储合成像素，这会改写先前存储的合成像素。
更新管线定序器90可包括执行显示输出操作中所需的一个功能的操作性能。更新管线定序器90可用数据路径D从更新缓冲器82提取合成像素。更新管线定序器90可提供合成像素，该合成像素被提取给一个更新管线84。更新管线定序器90可通过检查包括在该合成像素数据结构中的更新管线标识符来判断合成像素提供给哪个更新管线84。
再参考图6，在一个实施例中，更新管线84定位与指定的更新模式和当前温度对应的存储在波形存储器34中的驱动方案。对于波形期间中的各个驱动帧，更新管线84为当前驱动帧的驱动方案拷贝用于当前驱动帧的驱动方案的所有可能的驱动脉冲，并在与更新管线相关联的查找表中存储当前驱动帧脉冲。更新管线84使用合成像素的当前和下一显示状态在查找表中定位驱动脉冲数据，并在先进先出(“FIFO”)存储器中存储脉冲数据，该存储器可包括在更新管线中。提供FIFO存储器以使脉冲数据可在时序生成单元86需要它之前被生成并缓存。FIFO可提供有一个或多个指示出现在FIFO中的驱动脉冲数据量的状态标志，如满、半满、空等。
时序生成单元86包括与更新管线84的输出连接的输入。时序生成单元86从更新管线84接收波形数据。时序生成单元86根据显示设备24的时序要求提供波形数据给显示功率模块38和显示设备24。
图8是示出了根据一个实施例的像素合成操作800的流程图。在一个实施例中，像素合成操作800可由像素处理器88执行。在操作802中，数据像素是从图像缓冲器78中读取或提取的。根据一个实施例，数据像素可以从图像缓冲器78中以光栅顺序(rasterorder)读取，从显示矩阵26的左上角中的数据像素40开始。在操作804中，合成像素是从更新缓冲器80读取或提取的。根据一个实施例，合成像素可从更新缓冲器80中以光栅顺序读取，从与显示矩阵26的左上角中数据像素相对应的合成像素开始。操作802可在操作804之前执行，操作804可在操作802之前执行，或操作802和804可同时执行。
在操作806中，所提取的数据像素与下一像素值比较。下一像素值是从在操作804中提取的合成像素获得的。下一像素值包括在每个合成像素的数据结构中并表示对应显示像素的当前显示状态。操作806比较数据像素和下一像素值从而确定它们是否相等。如果值相等，即下一显示状态和当前显示状态相同，则对应的显示像素不会被标记用于更新。另一方面，如果值不同，即下一显示状态和当前显示状态不同，则相应的显示像素会被标记用于更新。
在操作808中，可形成或生成新的合成像素。如果显示像素在操作806中没有为了更新而被标记，则不需要形成新的合成像素。如果显示像素为了更新而被标记，则从提取的合成像素获得(操作804)的下一像素值被设定为新合成像素中的当前像素值。所提取的数据像素(操作802)的值被设定为新合成像素中的下一像素值。在操作810中，新合成像素被写回到更新缓冲器80中。根据一个实施例，如操作812所示，像素合成操作800对显示矩阵26中的各个像素位置重复操作802～810。
图9是示出了根据一个实施例的显示输出操作900的流程图。在操作902中，接收更新模式或驱动方案。在操作904中，对应驱动方案的一个驱动帧是从波形存储器34提取的。当前驱动帧期间的驱动脉冲可存储在查找表(“LUT”)中。在操作906中，合成像素是从更新缓冲器80中提取的。显示矩阵26的合成像素可按照光栅顺序从更新缓冲器80中提取。在一个实施例中，子矩阵26的合成像素可按照光栅顺序取出。在操作908中，为提取的合成像素确定驱动脉冲。驱动脉冲可用查找表确定。在操作910中，驱动脉冲可存储在FIFO存储器中，FIFO存储器可设置于更新管线84中。在操作912中，确定当前合成像素是否对应于更新区域中的最后像素位置。更新区域可以是显示矩阵26或子矩阵52。如果不是最后像素位置，则为更新区域中各个附加的合成像素重复步骤906～910。如果当前合成像素是最后合成像素，则在操作914中增加驱动帧计数。在操作916中，确定当前驱动帧是否是驱动方案中最后驱动帧。如果不是最后驱动帧期间，则为驱动方案的各个剩余驱动帧期间重复步骤904～910。
图10是示出了根据一个实施例的笔提取接口操作的操作流程1000的流程图。在一个实施例中，笔提取接口操作可由执行存储在存储器(如波形存储器34)中的指令的序列控制器100执行。主机22可传输命令从而起动笔捕获接口操作1000。在操作1002中，接收将呈现所检测的笔输入的区域或窗口(“输入区域”)16的坐标。在图1中示出了示例性输入区域16。在一个实施例中，更新区域坐标是在显示矩阵26的坐标空间中定义的。主机22可传输输入区域16的坐标。此外，作为部分操作1002，可接收笔颜色和笔宽度数据。主机22也可传输笔颜色和笔宽度数据。
在操作1004中，以预定间隔重复轮询(poll)触摸屏控制器12。在操作1004中，显示控制器28等待来自触摸屏控制器12的数据。
在操作1006中，定义接触点的数据是从触摸屏控制器12接收的。该数据可包括触控板坐标空间内的坐标位置以及关于接触压力的数据和其他数据。在操作1008中，来自触摸屏控制器12的数据被转换为对应于接触点的显示像素，这些显示像素具有显示矩阵26的坐标空间内的坐标。
在操作1010中，评估显示像素的坐标以确定显示像素是否在输入区域16内。输入区域16内的显示像素可呈现在显示设备24上。在一个实施例中，输入区域16外部的显示像素没有呈现在显示设备24上。图11是示出示例性笔划位置的示意图。参考图11，可能存在六种情形：(a)笔划110从输入区域16的外部开始并结束，且整个笔划110在更新区域外部；(b)笔划112在输入区域16的内部开始并结束，且整个笔划112在更新区域内部；(c)笔划114从输入区域16外部开始但在输入区域16内部结束；(d)笔划116从输入区域16内部开始但在输入区域16外部结束；(e)笔划118在输入区域16外部开始并结束，但包括更新区域内部的一段；以及(f)笔划120在输入区域16内部开始并结束，但整个笔划120的一段在更新区域外部。
触摸屏控制器12可以按照一定频率采样，该频率在笔快速移动时不足以快到能够采样每个接触点。因此，在这些情形中，需要生成连接最后显示像素(the last display pixel)和当前显示像素的显示像素。如果显示像素在输入区域16内，则在操作1012中生成这样的显示像素：该显示像素连接最后从触摸屏控制器12接收的点的显示像素和当前从TSC 12接收的点的显示像素。连接像素可以用任何已知插值技术生成。
在操作1014中，来自TSC 12的当前点的显示像素和操作1012中生成的任何连接显示像素被写入至图像缓冲器78。笔压力数据和规定的线宽可用来确定要在操作1014中写入图像缓冲器78的显示像素的数目。在操作1016中，确定像素处理器88当前是否正在执行像素合成操作。如果像素合成操作不是正在进行，则在操作1020中要求显示更新，然后流程返回到轮询TSC 12的操作1004。如果像素合成操作正在进行，则设定等待更新标记(pending updateflag)，然后流程返回到轮询TSC 12的操作1004。等待更新标记指示笔提取接口操作1000生成的数据像素已经存储在图像缓冲器78中，但还没有合成。等待更新标记的设定起动了进程1050。
进程1050包括操作1052，其中，像素处理器88的繁忙标记被周期性地读取或监控。在操作1054中，通过例如检查在操作1052中读取的繁忙标记确定像素处理器是否繁忙。如果像素处理器繁忙，则继续监控。当像素处理器88完成当前正在进行的像素合成操作时，复位读取的繁忙标记。由于像素处理器不再繁忙，所以在操作1056中请求显示更新，进程1050结束。
就确定显示像素是否在输入区域16内的操作1010的否定路径而言，如果确定显示像素在输入区域16的外部，则接下来在操作1022中确定显示像素与从TSC 12接收的第一接触点是否相对应。如果显示像素与第一接触点相对应，则笔提取操作1000可结束。另一方面，如果显示像素不与第一接触点相对应，则笔提取操作1000进入操作1004。
在一个实施例中，在来自触摸屏控制器12的数据已经转换为与接触点相对应的显示像素且这些显示像素已经存储到图像缓冲器78后，执行指令以执行笔提取接口操作的序列控制器100可提供信号给主机22。例如，序列控制器100可在存储由笔输入生成的数据像素后引起主机中断。这会通知主机22，如果主机需要，则由笔输入生成的显示像素可由主机从图像缓冲器78读取。此外，在一个实施例中，主机22可在任意时间发送命令给显示控制器28以终止笔提取操作1000。在一个备选方案中，如果从TSC 12接收的接触点数据在输入区域16外部，则笔提取操作可终止。
如上所述，来自触摸屏控制器12的数据被转换为显示像素，该显示像素定义与一个或多个接触点相对应的点或笔划。在一个实施例中，定义点或笔划的显示像素可以用同一驱动方案驱动到其新显示状态。例如，从触摸屏控制器12接收的所有点的显示像素可用PU驱动方案驱动。然而，这不是必须的。在备选实施例中，从触摸屏控制器12接收的某些点的显示像素可用第一驱动方案驱动，而其他触摸点的显示像素可用第二驱动方案驱动。例如，与第一组的一个或多个接触点相对应的第一显示像素可用PU驱动方案驱动，而与第二组的一个或多个接触点相对应的第二显示像素可用MDS驱动方案驱动。此外，显示控制器28可更新具有与笔提取接口操作无关的显示像素的显示矩阵26的一个区域，同时显示控制器28可在显示矩阵26的另一个区域提供来自TSC 12的笔输入。例如，第一区域可用第一驱动方案(如GSDS)以菜单或弹出窗口进行更新，同时第二区域可用第二驱动方案(如PU)以笔提取接口操作中生成的显示像素进行更新。
执行指令以执行笔提取接口操作的序列控制器100可与显示更新操作(像素合成和显示输出)独立进行。当来自TSC 12的接触点数据被接收时，可没有延迟地处理该数据。进一步，将在笔提取接口操作中生成的数据像素直接存储在图像缓冲器78中。此外，一旦数据像素存储在图像缓冲器78中，像素合成操作可立即开始或在正在进行的像素合成操作完成后马上开始。这些特征可使主机与触摸屏控制器接口的***加速。
在主机与触摸屏控制器接口的***中，有由触摸屏控制器生成的数据传输到主机所需的第一时间段，有主机处理从触摸屏控制器接收的数据所需的第二时间段，并且需要第三时间段以传输并在图像缓冲器中存储数据像素。此外，还可以有发出显示更新命令到显示控制器的第四时间段。数据和命令可经总线传输。因为由从TSC12接收的接触点数据生成的数据像素被直接存储在图像缓冲器78中，可减小由于数据的总线传输导致的延迟。此外，因为像素合成操作可立即开始或在正在进行的像素合成操作完成后马上开始，故可减小由于显示更新命令传输导致的延迟。因此，与主机执行笔提取接口操作相比，可减小与显示由传感器捕获的笔划相关的处理时间量。
笔提取接口操作和像素合成操作有效地共享图像缓冲器78。与其他***相比，该特征可使得存储器的需求减小。例如，不必为笔提取接口操作提供独立存储器。用于笔提取接口操作生成的像素数据的缓冲器可以不是必须的，而是等待显示更新操作。
额外的笔划捕获等待时间减少是由于使笔提取接口操作和显示引擎(display engine)在同一芯片上，并使笔提取接口操作和显示更新操作共享图像缓冲器78。
根据一个实施例，主机执行笔提取接口操作的需求不是必须的。除了消除与主机传输数据的总线流量(节省功率)，这方面还消除了主机处理，从而使主机能够参与其他任务，或进入省电休眠模式。
在一个实施例中，触控板传感器10可采用电磁共振检测接触点。在一个实施例中，触控板传感器10可交替发送和检测信号，且笔14可响应于传感器10发送的信号而生成信号。在备选实施例中，触控板传感器10和笔14可采用电阻、电容、声学、光笔或任何其他合适的技术。
在一个实施例中，本说明书所述的部分或所有操作和方法可以通过硬件、软件、或硬件与软件的结合来执行。
在一个实施例中，本说明书所述的部分或所有操作和方法可以通过执行存储在计算机可读介质中或其上的指令而执行。术语“计算机可读介质”可包括但不限于非易失性存储器(如EPROM、EEPROM、ROM、软盘、硬盘、闪存)和光学介质(如CD-ROM和DVD)。
在本说明书中，可能提及“一个实施例”或“实施例”。这些提法意味着关于实施例说明的特定特征、结构或特性包括在所要求保护的发明中的至少一个实施例中。因此，不同位置处的短语“在一个实施例中”或“实施例”不一定都是指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以结合到一个或多个实施例中。
尽管为了能够清楚理解本发明，在一定程度上详细说明了实施例，但显然，可在本发明要求的范围内做出某些变化和修改。因此，所述实施例被当作是说明性的，而非限制性的，且所要求保护的发明不限于这里给出的细节，而是可以在权利要求的范围和等同范围内做出修改。此外，前面说明书中采用的术语和表达是用作说明的而非限制的，并且在使用这些术语和表达时没有意图要排除所示和所说明的特征的等效物或其部分，应该认识到本发明的范围由权利要求定义和限制。

Claims (23)

1.一种方法，包括：
由第一单元从传感器接收第一接触点数据；
生成对应于所接收的第一接触点数据的第一数据像素，所述第一数据像素由所述第一单元生成；以及
采用第一驱动方案用所述第一数据像素更新显示设备的显示矩阵的第一显示像素，所述显示设备的所述显示像素具有多个稳定的显示状态。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由所述第一单元从所述传感器接收第二接触点数据；
生成对应于所接收的第二接触点数据的第二数据像素，所述第二数据像素由所述第一单元生成；
采用第二驱动方案用第二数据像素更新所述显示矩阵的第二显示像素，其中，所述第二显示像素的更新与所述第一显示像素的更新在时间上交叠。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一驱动方案和所述第二驱动方案是不同的驱动方案。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述第一单元确定像素合成操作是否正在进行，如果像素合成操作不是正在进行，则由所述第一单元请求像素合成操作。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述第一单元确定像素合成操作是否正在进行，如果像素合成操作正在进行，由所述第一单元监视正在进行的像素合成操作，以确定像素合成操作何时完成，并在确定正在进行的像素合成操作已经完成后，由所述第一单元请求像素合成操作。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一单元包括用于存储数据像素和合成像素的存储器，并且所述显示矩阵的所述第一显示像素的更新包括在所述存储器中存储所生成的第一数据像素。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括使用第二驱动方案用第二数据像素更新所述显示设备的显示矩阵的第二显示像素，其中，所述第二显示像素的更新与所述第一显示像素的更新在时间上交叠，且所述第一数据像素位于所述显示矩阵的第一显示子矩阵内，而所述第二数据像素位于所述显示矩阵的第二显示子矩阵内，所述第一子矩阵和所述第二子矩阵是不同的子矩阵。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一驱动方案和所述第二驱动方案是不同的驱动方案。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述显示设备是电泳显示设备。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，每个方法操作都是作为计算机可读介质上的指令程序而实施的。
11.一种显示控制器，包括：
第一单元，用于从传感器接收接触点数据并生成对应于所接收的接触点数据的数据像素；以及
第二单元，用于执行显示更新操作，所述显示更新操作包括从数据像素生成合成像素并输出信号，以使驱动脉冲在两个或更多驱动帧中被提供给显示设备的显示矩阵的显示像素，其中，所述第一单元与所述第二单元独立操作。
12.根据权利要求11所述的显示控制器，其中，所述第二单元可操作用于：
从第一接触点数据生成第一数据像素并从所述第一数据像素生成第一合成像素；
从第二接触点数据生成第二数据像素并从所述第二数据像素生成第二合成像素；以及
执行关于所述显示矩阵的第一显示像素的第一显示更新操作，并执行关于所述显示矩阵的第二显示像素的第二显示更新操作，其中，所述第一显示更新操作与所述第二显示更新操作在时间上交叠。
13.根据权利要求12所述的显示控制器，其中，所述第一更新操作是使用所述第一数据像素和第一驱动方案执行的，所述第二更新操作是使用所述第二数据像素和第二驱动方案执行的，所述第一驱动方案和所述第二驱动方案是不同的驱动方案。
14.根据权利要求11所述的显示控制器，其中，所述第一单元确定像素合成操作是否正在进行，如果像素合成操作不是正在进行，则请求像素合成操作。
15.根据权利要求11所述的显示控制器，其中，所述第一单元确定像素合成操作是否正在进行，如果像素合成操作正在进行，则所述第一单元监视正在进行的像素合成操作，以确定像素合成操作何时完成，并在确定正在进行的像素合成操作已经完成后，请求像素合成操作。
16.根据权利要求11所述的显示控制器，其中，所述第二单元可操作用于：
从第一接触点数据生成第一数据像素并从所述第一数据像素生成第一合成像素；
从第二接触点数据生成第二数据像素并从所述第二数据像素生成第二合成像素；以及
执行关于所述显示矩阵的第一显示像素的第一显示更新操作，并执行关于所述显示矩阵的第二显示像素的第二显示更新操作，其中，所述第一显示像素位于所述显示矩阵的第一显示子矩阵内，所述第二显示像素位于所述显示矩阵的第二显示子矩阵内，并且所述第一显示子矩阵和所述第二显示子矩阵是不同的子矩阵。
17.根据权利要求16所述的显示控制器，其中，所述第一更新操作是用第一驱动方案执行的，所述第二更新操作是用第二驱动方案执行的，所述第一驱动方案和所述第二驱动方案是不同的驱动方案。
18.根据权利要求11所述的显示控制器，还包括用于存储数据像素和合成像素的存储器。
19.根据权利要求11所述的显示控制器，其中，所述第一单元直接与所述传感器连接。
20.根据权利要求11所述的显示控制器，其中，所述显示设备是电泳显示设备。
21.一种***，包括：
传感器，用于生成接触点数据；
电泳显示设备；以及
显示控制器，用于从所述传感器直接接收接触点数据并生成对应于所接收的接触点数据的数据像素，并用于执行显示更新操作，所述显示更新操作包括从数据像素生成合成像素并输出信号，以使驱动脉冲在两个或更多驱动帧中被提供给所述显示设备的显示矩阵的显示像素，其中，所述显示控制器可操作用于从所述传感器接收接触点数据，并独立于执行显示更新操作而生成数据像素。
22.根据权利要求21所述的***，其中，所述显示控制器可操作用于：
从第一接触点数据生成第一数据像素并从所述第一数据像素生成第一合成像素，所述第一接触点数据是在第一时间接收的；
从第二接触点数据生成第二数据像素并从所述第二数据像素生成第二合成像素，所述第二接触点数据是在所述第一时间之后的第二时间接收的，以及
执行关于所述显示矩阵的第一显示像素的第一显示更新操作，并执行关于所述显示矩阵的第二显示像素的第二显示更新操作，其中，所述第一显示更新操作与所述第二显示更新操作在时间上交叠。
23.根据权利要求22所述的***，其中，所述第一显示像素位于所述显示矩阵的第一显示子矩阵内，所述第二显示像素位于所述显示矩阵的第二显示子矩阵内，所述第一显示子矩阵和第二显示子矩阵是不同的子矩阵。
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