TWI584244B - 顯示裝置及其控制裝置 - Google Patents

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Description

顯示裝置及其控制裝置
本發明係指一種顯示裝置，尤指一種具有顯示及感測功能之顯示裝置及其控制裝置。
隨著科技的進步，各類型的行動裝置，如智慧型手機（smart phone）、平板電腦（tablet）、筆記型電腦（laptop）、衛星導航系統（GPS navigator system）及電子書（electronic book）等，已成為人們生活中不可或缺的部分。不同於傳統的手機僅具有通話功能，現今的行動裝置將通訊、連網、拍照、遊戲、資料處理等功能整合在一起，多功能的設計使得行動裝置更受到消費者的喜愛。指紋辨識是一種常見的功能，用來處理各種電子裝置及行動裝置的安全性及隱私問題，指紋辨識可透過各種技術來實現，例如電容感測、光感測（影像感測）、熱能、超音波等。舉例來說，一行動電話可能具有一指紋辨識介面內建於主頁鍵（home button）或特定區域，可用來偵測使用者的指紋。
對於配備有顯示面板及指紋辨識介面的電子裝置而言，顯示面板及指紋辨識介面為相互分離的元件，且用於指紋辨識介面的感測電路以及用於顯示面板的顯示驅動電路也往往實現於不同電路或模組，因而增加了裝置結構的複雜度，同時限制了可進行指紋輸入的區域。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種具有顯示及感測功能之顯示裝置及其控制裝置。顯示裝置之面板同時具有資料顯示及影像感測功能，其可達到顯示裝置上的全螢幕顯示而不需使用任何額外的按鍵，使得顯示裝置具有良好的機構設計，同時能降低成本。
本發明揭露一種控制裝置，用於具有顯示及感測功能之一面板。該控制裝置包含有複數個通道端點及複數個控制單元。該複數個通道端點耦接於該面板。該複數個控制單元中每一控制單元耦接於該複數個通道端點當中的一通道端點，每一控制單元被設定用來選擇性地產生一顯示訊號以經由該通道端點傳送至該面板以及根據經由該通道端點從該面板接收到的一感測訊號來產生一影像感測資料。
本發明另揭露一種顯示裝置，其包含有一面板及一控制裝置。該面板具有顯示及感測功能，可用來接收一顯示訊號並產生一感測訊號。該控制裝置包含有複數個通道端點及複數個控制單元。該複數個通道端點耦接於該面板。該複數個控制單元中每一控制單元耦接於該複數個通道端點當中的一通道端點，每一控制單元被設定用來選擇性地產生該顯示訊號以經由該通道端點傳送至該面板以及根據經由該通道端點從該面板接收到的該感測訊號來產生一影像感測資料。
請參考第1圖，第1圖為習知一顯示裝置10之示意圖。如第1圖所示，顯示裝置10包含有一顯示面板100、一源極驅動裝置102、一閘極驅動裝置104及一時序控制器110。顯示面板100包含有複數個畫素，以陣列方式配置，其中，每一顯示畫素包含有一薄膜電晶體（Thin-Film Transistor，TFT）、一液晶電容C LC及一儲存電容C S，用來接收並儲存來自於源極驅動裝置102之顯示資料。源極驅動裝置102包含有一參考電壓產生器112及複數個資料驅動單元DC_1～DC_N。時序控制器110可透過連接於時序控制器110與資料驅動單元DC_1～DC_N之間的資料匯流排來傳送顯示資料至資料驅動單元DC_1～DC_N，並控制資料驅動單元DC_1～DC_N的運作。時序控制器110可單獨實現於一積體電路（Integrated Circuit，IC），或與源極驅動裝置102整合在同一積體電路。參考電壓產生器112可提供參考電壓予資料驅動單元DC_1～DC_N。舉例來說，參考電壓產生器112可以是一伽瑪產生器（gamma generator），用來產生可用於資料驅動單元DC_1～DC_N中數位類比轉換器之伽瑪電壓（gamma voltage）。
除此之外，資料驅動單元DC_1～DC_N可分別經由複數個通道端點CH1～CHn耦接於顯示面板100，其中，每一資料驅動單元DC_1～DC_N耦接於通道端點CH1～CHn中相對應之通道端點。每一資料驅動單元DC_1～DC_N包含有一運算放大器（Operational Amplifier，Op Amp）、一數位類比轉換器（Digital to Analog Converter，DAC）、一位準移位器（Level Shifter）、一閂鎖電路（Latch Circuit）及一移位暫存器（Shift Register）。移位暫存器耦接於閂鎖電路，可根據來自於時序控制器110之一時間序列來控制閂鎖電路的運作。閂鎖電路可用來儲存時序控制器110經由上述資料匯流排傳送的顯示資料，並根據移位暫存器的控制來發送顯示資料。位準移位器耦接於閂鎖電路，可用來轉移來自於閂鎖電路的顯示資料之電壓位準。耦接於位準移位器之數位類比轉換器再將具有數位形式的顯示資料轉換為具有類比形式的顯示訊號。運算放大器耦接於數位類比轉換器，可作為一電壓緩衝器，用來傳送顯示訊號以驅動顯示面板100。透過這樣的方式，顯示訊號可被傳送至顯示面板100上的一目標顯示畫素以進行顯示。閘極驅動裝置104可開啟目標顯示畫素之薄膜電晶體，使得顯示畫素可接收該顯示訊號。閘極驅動裝置104可以是一閘極驅動積體電路，或者可透過閘極驅動電路基板技術（Gate On Array，GOA）實現於顯示面板100之玻璃基板上。閘極驅動裝置104之運作係受控於時序控制器110。
請參考第2圖，第2圖為習知一影像感測裝置20之示意圖。如第2圖所示，影像感測裝置20包含有一偵測面板200、一讀取電路202、一列驅動裝置204及一時序控制器210。偵測面板200包含有複數個畫素，以陣列方式配置，其中，每一畫素之電路結構包含有一電晶體、一儲存電容及一光二極體，上述結構為本領域具通常知識者所熟知，於此不贅述。偵測面板200之每一畫素可感測周圍的光線，並根據接收到的光線強度，轉換為一電流訊號，進而產生一影像感測訊號，如此一來，偵測面板200可用來實現指紋辨識。列驅動裝置204可開啟一列畫素之電晶體，使得讀取電路202可從該列畫素接收影像感測訊號。
讀取電路202包含有一類比數位轉換器（Analog to Digital Converter，ADC）212、一多工器214及複數個讀取單元RD_1～RD_N。讀取單元RD_1～RD_N分別經由複數個通道端點CH1～CHn耦接於偵測面板200，其中，每一讀取單元RD_1～RD_N分別經由通道端點CH1～CHn中相對應之一通道端點耦接於偵測面板200上相對應之一行畫素。每一讀取單元RD_1～RD_N包含有一運算放大器及一相關雙重取樣（Correlated Double Sampling，CDS）電路。運算放大器可用來接收並放大來自於偵測面板200之感測訊號。相關雙重取樣電路耦接於運算放大器，可從運算放大器接收感測訊號之後，降低該感測訊號中的雜訊。多工器214耦接於讀取單元RD_1～RD_N，可選擇性地轉傳任一感測訊號至類比數位轉換器212。詳細來說，多工器214可並行接收讀取單元RD_1～RD_N之感測訊號，將感測訊號儲存於緩衝器中，再依序傳送各別感測訊號至類比數位轉換器212。類比數位轉換器212耦接於多工器214，可將具有類比形式之感測訊號轉換為具有數位形式之影像感測資料。接著，時序控制器210再從類比數位轉換器212接收影像感測資料。時序控制器210可控制列驅動裝置204及讀取電路202的運作，以接收影像感測資料。
根據本發明之一實施例，顯示裝置10中的源極驅動裝置102以及影像感測裝置20中的讀取電路202之運作可相互整合，以從面板接收影像感測訊號並驅動面板以顯示資料。面板亦可整合顯示面板100及偵測面板200之結構，以同時實現顯示及影像感測功能。通道端點作為連結積體電路（其包含源極驅動裝置102及讀取電路202）及面板之間的介面，可用來傳送顯示訊號及感測訊號。換句話說，電子裝置中的顯示及影像感測功能可共用相同的面板，同時共用相同的通道端點及控制電路。
為了整合第1圖中的資料驅動單元DC_1～DC_N及第2圖中的讀取單元RD_1～RD_N之電路結構，可先對讀取單元RD_1～RD_N進行修改，使其具有相似於資料驅動單元DC_1～DC_N之電路結構。請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一讀取電路300之示意圖。如同第2圖之讀取電路202，讀取電路300亦包含有複數個讀取單元RD’_1～RD’_N。讀取單元RD’_1～RD’_N之電路結構係從第2圖之讀取單元RD_1～RD_N修改而得，並保留讀取單元RD_1～RD_N之功能。讀取單元RD’_1～RD’_N可分別經由複數個通道端點CH1～CHn耦接於相對應之一偵測面板，其中，每一讀取單元RD’_1～RD’_N耦接於通道端點CH1～CHn中相對應之一通道端點。讀取電路300耦接於一時序控制器310，時序控制器310可從讀取單元RD’_1～RD’_N接收影像感測資料。讀取電路300另包含有一參考電壓產生器312，可用來提供參考電壓。時序控制器310可單獨實現於一積體電路，或與讀取電路300整合在同一積體電路。
每一讀取單元RD’_1～RD’_N皆包含有一運算放大器、一相關雙重取樣電路、一類比數位轉換器、一位準移位器、一閂鎖電路及一移位暫存器。其中，運算放大器及相關雙重取樣電路之運作方式及電路結構皆相同於讀取電路202中的運算放大器及相關雙重取樣電路，亦即，運算放大器係用來傳送感測訊號，而相關雙重取樣電路可降低感測訊號中的雜訊。讀取單元RD’_1～RD’_N中的類比數位轉換器則與讀取電路202中的類比數位轉換器212具有相似功能，其可將具有類比形式之感測訊號轉換為具有數位形式之影像感測資料。其差異僅在於第3圖中的類比數位轉換器設置於每一讀取單元RD’_1～RD’_N，用來對相對應的感測訊號進行轉換。位準移位器耦接於類比數位轉換器，可用來轉移來自於類比數位轉換器的影像感測資料之電壓位準。移位暫存器則耦接於閂鎖電路，可根據來自於時序控制器310之一時間序列來控制閂鎖電路的運作。因此，閂鎖電路可儲存來自於位準移位器之影像感測資料，並根據移位暫存器的控制，將該影像感測資料經由資料匯流排傳送至時序控制器310。
由第1圖及第3圖可知，資料驅動單元DC_1～DC_N及讀取單元RD’_1～RD’_N包含有相似的功能區塊，可輕易地結合。更明確來說，運算放大器、位準移位器、閂鎖電路及移位暫存器同時存在於資料驅動單元DC_1～DC_N及讀取單元RD’_1～RD’_N，而讀取單元RD’_1～RD’_N不同於資料驅動單元DC_1～DC_N之處在於，讀取單元RD’_1～RD’_N另包含相關雙重取樣電路，且讀取單元RD’_1～RD’_N採用類比數位轉換器將訊號格式由類比轉換成數位，而資料驅動單元DC_1～DC_N採用數位類比轉換器將訊號格式從數位轉換成類比。除此之外，在資料驅動單元DC_1～DC_N及讀取單元RD’_1～RD’_N中，訊號傳輸的方向互不相同，因此，整合後之功能區塊需能夠選擇性地往不同方向傳送資料或訊號。
請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一控制裝置400之示意圖。控制裝置400同時具備顯示及感測功能，其包含有複數個通道端點CH1～CHn，耦接於一面板及複數個控制單元C_1～C_N之間。每一控制單元C_1～C_N耦接於通道端點CH1～CHn當中之一者，每一控制單元C_1～C_N被設定用來選擇性地產生一顯示訊號以經由相對應之通道端點傳送至面板以及根據經由相對應之通道端點從面板接收到的一感測訊號來產生一影像感測資料。換句話說，控制單元C_1～C_N可選擇性地運作在一驅動模式或一讀取模式。在驅動模式之下，控制單元C_1～C_N可傳送顯示訊號至面板，並驅動面板顯示該顯示訊號。在讀取模式之下，控制單元C_1～C_N可從面板接收感測訊號，並據以產生影像感測資料。控制裝置400另包含有一參考電壓產生器404，且控制裝置400係耦接於一時序控制器402。時序控制器402可位於獨立於控制裝置400之一積體電路，或者與控制裝置400整合在同一積體電路。時序控制器402可用來傳送顯示資料至控制單元C_1～C_N，並從控制單元C_1～C_N接收影像感測資料。時序控制器402亦可用來控制控制單元C_1～C_N的運作。參考電壓產生器404可提供參考電壓予控制單元C_1～C_N。參考電壓產生器404可以是一伽瑪產生器，用來產生可用於控制單元C_1～C_N中資料轉換電路之伽瑪電壓。
值得注意的是，控制單元C_1～C_N可選擇性地運作在驅動模式或讀取模式。更明確來說，在控制裝置400中，控制單元C_1～C_N可根據時序控制器402的控制，運作在驅動模式或讀取模式。舉例來說，在一第一期間內，控制單元C_1～C_N被設定運作在驅動模式，以產生顯示訊號並經由通道端點CH1～CHn傳送顯示訊號至面板。另外，在一第二期間，控制單元C_1～C_N被設定運作在讀取模式，以從面板經由通道端點CH1～CHn接收感測訊號，並根據接收到的感測訊號來產生影像感測資料。
請繼續參考第4圖。每一控制單元C_1～C_N包含有一運算放大器410、一相關雙重取樣電路412、一資料轉換電路414、一位準移位器416、一閂鎖電路418及一移位暫存器420。值得注意的是，每一控制單元C_1~C_N皆為第1圖之資料驅動單元以及第3圖之讀取單元的結合，因此，每一控制單元C_1~C_N皆存在部分相似於源極驅動裝置中資料驅動單元之電路結構，其它部分則相似於影像感測裝置之讀取裝置中讀取單元之電路結構。運算放大器410可選擇性地傳送一顯示訊號以驅動面板以及從面板接收一感測訊號。更明確來說，當運作在驅動模式時，運算放大器410可傳送顯示訊號以驅動面板；當運作在讀取模式時，運算放大器410可從面板接收感測訊號。相關雙重取樣電路412耦接於運算放大器410，可從運算放大器410接收感測訊號之後，降低該感測訊號中的雜訊。如第4圖所示，透過電路路徑的選擇，相關雙重取樣電路412僅運作在讀取模式之下。資料轉換電路414可用來選擇性地在驅動模式之下將具有數位形式之顯示資料轉換為具有類比形式之顯示訊號，此時資料轉換電路414可視為一數位類比轉換器，此外，資料轉換電路414亦可選擇性地在讀取模式之下將具有類比形式之感測訊號轉換為具有數位形式之影像感測資料，此時資料轉換電路414可視為一類比數位轉換器。資料轉換電路414可從參考電壓產生器404接收參考電壓，以進行資料轉換。在一實施例中，資料轉換電路414可在進行類比至數位轉換以及進行數位至類比轉換時接收相同參考電壓，透過這樣的方式，類比數位轉換器及數位類比轉換器之運作可使用相同參考電壓，並可共用相同的參考電壓產生器404以及相同的傳輸線。值得注意的是，類比數位轉換器或數位類比轉換器皆需要大量傳輸線以傳送參考電壓，因此，傳輸線的共用可大幅降低傳輸線的數量，進而降低晶片尺寸及晶片成本。
除此之外，位準移位器416耦接於資料轉換電路414，可用來選擇性地轉移顯示資料之電壓位準以及轉移影像感測資料之電壓位準。更明確來說，當位準移位器416運作在驅動模式時，可用來轉移顯示資料之電壓位準，而當位 準移位器416運作在讀取模式時，可用來轉移影像感測資料之電壓位準。一般來說，運算放大器410應運作在一較高電壓位準以驅動面板進行顯示，而時序控制器402應運作在一較低電壓位準以節省耗電。在此情況下，位準移位器416可提升顯示資料之電壓位準，以傳送至資料轉換電路414及運算放大器410，並可降低影像感測資料之電壓位準，以傳送至閂鎖電路418及時序控制器402。閂鎖電路418耦接於位準移位器416及時序控制器402，可用來選擇性地儲存來自於時序控制器402之顯示資料以及儲存欲傳送至時序控制器402之影像感測資料。更明確來說，當閂鎖電路418運作在驅動模式時，可用來儲存來自於時序控制器402之顯示資料，而當閂鎖電路418運作在讀取模式時，可用來儲存欲傳送至時序控制器402之影像感測資料。
移位暫存器420耦接於閂鎖電路418及時序控制器402，可根據來自於時序控制器402之一時間序列來控制閂鎖電路418，使得閂鎖電路418可選擇性地從時序控制器402接收顯示資料以及傳送影像感測資料至時序控制器402。時序控制器402可控制控制單元C_1~C_N中移位暫存器420的運作。在驅動模式中，時序控制器402可依序傳送顯示資料至控制單元C_1~C_N，並設定控制單元C_1~C_N中的移位暫存器420，以控制閂鎖電路418依序接收顯示資料。接著，控制單元C_1~C_N即可同時輸出顯示資料，以顯示於一掃描線上。在讀取模式中，控制單元C_1~C_N可接收一列畫素之影像感測訊號，並將其轉換及儲存於閂鎖電路418。時序控制器402可設定控制單元C_1~C_N中的移位暫存器420，以控制閂鎖電路418輸出影像感測資料至時序控制器402。顯示資料的傳輸以及影像感測資料的傳輸可共用相同的資料匯流排，以降低晶片尺寸。換句話說，控制單元C_1~C_N可經由一資料匯流排從時序控制器402接收用來產生顯示訊號之顯示資料，並經由相同資料匯流排傳送影像感測資料至時序控制器402，該影像感測資料係根據感測訊號而產生。
值得注意的是，根據時序控制器402所產生的控制訊號（未繪示），控制單元C_1～C_N可被控制用來選擇性地產生顯示訊號以及產生影像感測資料。面板亦可被設定用來選擇性地進行畫面顯示以及影像感測。面板可包含一顯示區域，其具有複數個顯示畫素，以陣列方式配置，其中，每一顯示畫素之電路結構皆相似於第1圖之顯示畫素，且每一顯示畫素可從通道端點CH1～CHn中相對應之一通道端點接收一顯示訊號。面板亦可包含一影像感測區域，其具有複數個影像感測畫素，以陣列方式配置，影像感測畫素可產生一感測訊號並傳送該感測訊號至通道端點CH1～CHn中相對應之一通道端點。在面板上，顯示區域及影像感測區域可透過任何方法進行配置。
請參考第5A圖及第5B圖，第5A圖及第5B圖為本發明實施例一行動裝置上顯示區域及影像感測區域的配置之示意圖。在第5A圖中，行動裝置具有一面板，其多數區域被設定為顯示區域，而顯示區域下方設置有一小塊影像感測區域。第5圖之面板可受控於一控制裝置（如第4圖中的控制裝置400）。在此例中，第5A圖下方之影像感測區域可用來進行指紋辨識。在第5B圖中，行動裝置具有一面板，其中，顯示畫素及影像感測畫素相互交錯，以例如一西洋棋盤的方式配置。在此例中，第5B圖之影像感測畫素係分布在整塊面板上，因此整塊面板皆可用來進行指紋辨識。第5B圖之面板可受控於第8圖所繪示的控制裝置。
請參考第6圖，第6圖為本發明實施例具有影像感測及顯示功能之一顯示裝置60之示意圖，其採用了上述整合後的控制單元及控制裝置。如第6圖所示，顯示裝置60包含有一面板600、一控制裝置602、一閘極驅動裝置604及一時序控制器606。面板600包含有複數個顯示畫素及複數個影像感測畫素，其中顯示畫素設置於面板600的上半區域而影像感測畫素設置於面板600的下半區域，其配置方式如同第5A圖之面板。關於顯示畫素之詳細結構不限於任一特定形式，其可以是第1圖中的液晶顯示畫素，或是有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）畫素，這些畫素結構應為本領域具通常知識者所熟知。此外，關於影像感測畫素之詳細結構亦不限於任一特定形式，其可採用光學感應（透過光二極體）、電容式感應、或壓阻式（piezoresistive）感應，這些感應方式應為本領域具通常知識者所熟知，於此不贅述。
控制裝置602包含有複數個控制單元，其電路結構相同於第4圖中的控制單元C_1～C_N。閘極驅動裝置604則相似於第1圖中的閘極驅動裝置104及第2圖中的列驅動裝置204。閘極驅動裝置604可用來開啟顯示畫素及影像感測畫素。本領域具通常知識者應可根據上述說明，推知顯示裝置60的詳細運作方式，於此不贅述。
另外需注意的是，時序控制器606可分別控制每一控制單元C_1～C_N之運作模式。請參考第7A圖及第7B圖，第7A圖及第7B圖為控制單元C_1～C_N之運作模式設定之示意圖。如第7A圖所示，所有控制單元C_1～C_N皆運作在驅動模式。在此例中，時序控制器可傳送顯示資料至所有控制單元C_1～C_N，且控制單元C_1～C_N可經由通道端點CH1～CHn傳送欲顯示的顯示訊號至面板。如第7B圖所示，所有控制單元C_1～C_N皆運作在讀取模式。在此例中，控制單元C_1～C_N可經由通道端點CH1～CHn從面板接收感測訊號，並對應傳送影像感測資料至時序控制器。根據第6圖之實施例，控制單元C_1～C_N在不同時間之下選擇性地運作在驅動模式（如第7A圖所示）以及運作在讀取模式（如第7B圖所示），且所有控制單元C_1～C_N可由時序控制器透過一控制訊號來控制，該控制訊號可指示控制單元C_1～C_N之運作模式。另一方面，時序控制器亦可輸出N個控制訊號來分別控制控制單元C_1～C_N，以實現驅動模式（如第7A圖所示）及讀取模式（如第7B圖所示）之選擇性運作方式。
如上所述，顯示及影像感測運作可共用相同面板並共用相同通道端點及控制裝置中的控制單元，以節省晶片成本及晶片面積。第4圖之控制裝置400說明了控制單元共用的裝置，但本發明的範疇不應限制在此共用裝置結構。
在本發明之另一實施例中，控制裝置中可存在部分控制單元運作在驅動模式而同時其它控制單元運作在讀取模式。時序控制器可分別控制每一控制單元之運作模式。舉例來說，請參考第8圖，第8圖為本發明實施例另一控制裝置800之示意圖。控制裝置800包含有控制單元C’_1～C’_N，每一控制單元C’_1～C’_N係分別受控於時序控制器，以選擇性地運作在驅動模式及讀取模式。控制裝置800之電路結構相似於第4圖中控制裝置400之電路結構，故具有相似功能的訊號及元件皆以相同符號表示。控制裝置800與控制裝置400之間的主要差異在於，控制裝置800中每一控制單元C’_1～C’_N皆包含有二移位暫存器820a及820b，其中，一移位暫存器820a係用來控制顯示資料的儲存及傳輸，另一移位暫存器820b則用來控制影像感測資料的儲存及傳輸。第8圖之時序控制器402針對顯示資料及影像感測資料採用不同移位暫存器，可控制相鄰二控制單元運作在不同運作模式之下，而不致在資料匯流排的訊號傳輸上發生衝突。二移位暫存器分別用於驅動模式及讀取模式，可在同一掃描線上（即一列畫素上）實現顯示及影像感測運作，亦即，在同一時間實現顯示及影像感測運作。
請參考第9A圖及第9B圖，第9A圖及第9B圖為第8圖之控制裝置800中的控制單元C’_1～C’_N之運作模式設定之示意圖。如第9A圖所示，奇數通道之控制單元運作在驅動模式，偶數通道之控制單元運作在讀取模式。根據第9A圖中控制單元C’_1～C’_N之運作模式設定，相對應面板上的顯示區域及影像感測區域可呈現如第5B圖所示的配置方式。在另一實施例中，如第9B圖所示，控制單元C’_1～C’_5係運作在驅動模式而控制單元C’_6～C’_N係運作在讀取模式。
值得注意的是，根據本發明之實施例，控制單元中各元件，如運算放大器、資料轉換電路、位準移位器、閂鎖電路及移位暫存器等，皆可選擇性地進行整合。本領域具通常知識者可選擇整合上述元件中任一或多者，以運作在驅動模式及讀取模式，其整合方法不限於此。
綜上所述，本發明提供了一種具有顯示及感測功能之顯示裝置。顯示裝置包含有一面板以及用來控制面板之一控制裝置。顯示及影像感測運作可共用相同的面板，同時共用相同的通道端點及控制裝置（如積體電路）中的控制單元。在對影像感測裝置之讀取電路進行電路結構修改之後，讀取單元可與顯示裝置中的源極驅動電路相互結合。控制單元中的電路元件，例如運算放大器、資料轉換電路、位準移位器、閂鎖電路及移位暫存器等，可進行共用並運作在驅動模式及讀取模式。用來傳送顯示資料、影像感測資料及參考電壓的資料匯流排亦可進行共用，可因此節省晶片尺寸及晶片成本。隨著資料顯示及影像感測功能的整合，顯示裝置之面板能夠以更有效率的方式進行使用，而不需設置額外的區域作為指紋辨識裝置，使得顯示裝置之機構設計獲得優化，同時達到降低成本的功效。   以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧顯示裝置
100‧‧‧顯示面板
102‧‧‧源極驅動裝置
104‧‧‧閘極驅動裝置
110‧‧‧時序控制器
112‧‧‧參考電壓產生器
CLC‧‧‧液晶電容
CS‧‧‧儲存電容
DC_1～DC_N‧‧‧資料驅動單元
CH1～CHn‧‧‧通道端點
20‧‧‧影像感測裝置
200‧‧‧偵測面板
202‧‧‧讀取電路
204‧‧‧列驅動裝置
210‧‧‧時序控制器
212‧‧‧類比數位轉換器
214‧‧‧多工器
RD_1～RD_N‧‧‧讀取單元
300‧‧‧讀取電路
310‧‧‧時序控制器
312‧‧‧參考電壓產生器
RD’_1～RD’_N‧‧‧讀取單元
400‧‧‧控制裝置
402‧‧‧時序控制器
404‧‧‧參考電壓產生器
410‧‧‧運算放大器
412‧‧‧相關雙重取樣電路
414‧‧‧資料轉換電路
416‧‧‧位準移位器
418‧‧‧閂鎖電路
420‧‧‧移位暫存器
C_1～C_N‧‧‧控制單元
60‧‧‧顯示裝置
600‧‧‧面板
602‧‧‧控制裝置
604‧‧‧閘極驅動裝置
606‧‧‧時序控制器
800‧‧‧控制裝置
802a、802b‧‧‧移位暫存器
C’_1～C’_N‧‧‧控制單元
第1圖為習知一顯示裝置之示意圖。 第2圖為習知一影像感測裝置之示意圖。 第3圖為本發明實施例一讀取電路之示意圖。 第4圖為本發明實施例一控制裝置之示意圖。 第5A圖及第5B圖為本發明實施例一行動裝置上顯示區域及影像感測區域的配置之示意圖。 第6圖為本發明實施例具有影像感測及顯示功能之一顯示裝置之示意圖。 第7A圖及第7B圖為第4圖之控制裝置中的控制單元之運作模式設定之示意圖。 第8圖為本發明實施例另一控制裝置之示意圖。 第9A圖及第9B圖為第8圖之控制裝置中的控制單元之運作模式設定之示意圖。
400‧‧‧控制裝置
402‧‧‧時序控制器
404‧‧‧參考電壓產生器
410‧‧‧運算放大器
412‧‧‧相關雙重取樣電路
414‧‧‧資料轉換電路
416‧‧‧位準移位器
418‧‧‧閂鎖電路
420‧‧‧移位暫存器
C_1~C_N‧‧‧控制單元
CH1~CHn‧‧‧通道端點

Claims (20)

  1. 一種控制裝置，用於具有顯示及感測功能之一面板，該控制裝置包含有： 複數個通道端點，耦接於該面板；以及 複數個控制單元，其中每一控制單元耦接於該複數個通道端點當中的一通道端點，該每一控制單元被設定用來選擇性地產生一顯示訊號以經由該通道端點傳送至該面板以及根據經由該通道端點從該面板接收到的一感測訊號來產生一影像感測資料。
  2. 如請求項1所述之控制裝置，其中該複數個控制單元係根據一時序控制器產生的至少一控制訊號的控制，選擇性地產生複數個顯示訊號以及產生複數個影像感測資料。
  3. 如請求項1所述之控制裝置，其中在一第一期間內，複數個顯示訊號係經由該複數個通道端點被傳送至該面板，以及在一第二期間內，複數個感測訊號係從該面板經由該複數個通道端點被接收。
  4. 如請求項3所述之控制裝置，其中在該第一期間內，該複數個控制單元被設定為用來產生該複數個顯示訊號，以及在該第二期間內，該複數個控制單元被設定為用來根據該複數個感測訊號，產生複數個影像感測資料。
  5. 如請求項1所述之控制裝置，其中在一第一期間內，一第一顯示訊號係經由該複數個通道端點中的一第一通道端點被傳送至該面板，以及在一第二期間內，一第一感測訊號係從該面板經由該第一通道端點被接收。
  6. 如請求項5所述之控制裝置，其中在該第一期間內，耦接於該第一通道端點之一第一控制單元被設定為用來產生該第一顯示訊號，以及在該第二期間內，該第一控制單元被設定為用來根據該第一感測訊號，產生一第一影像感測資料。
  7. 如請求項1所述之控制裝置，其中該複數個控制單元中的每一控制單元包含有： 一資料轉換電路，具有類比至數位轉換及數位至類比轉換功能，用來選擇性地將具有數位形式的一顯示資料轉換為具有類比形式的該顯示訊號以及將具有類比形式的該感測訊號轉換為具有數位形式的該影像感測資料。
  8. 如請求項7所述之控制裝置，其中該複數個控制單元中的每一控制單元另包含有： 一運算放大器（Operational Amplifier），用來選擇性地傳送該顯示訊號以驅動該面板以及傳送來自於該面板之該感測訊號； 一相關雙重取樣（Correlated Double Sampling，CDS）電路，耦接於該運算放大器及該資料轉換電路，用來從該運算放大器接收該感測訊號之後，降低該感測訊號中的雜訊； 一位準移位器（Level Shifter），耦接於該資料轉換電路，用來選擇性地轉移該顯示資料之一電壓位準以及轉移該影像感測資料之一電壓位準； 一閂鎖電路（Latch Circuit），耦接於該位準移位器及一時序控制器，用來選擇性地儲存來自於該時序控制器之該顯示資料以及儲存欲傳送至該時序控制器之該影像感測資料；以及 一移位暫存器（Shift Register），耦接於該閂鎖電路及該時序控制器，用來根據來自於該時序控制器之一時間序列來控制該閂鎖電路，使得該閂鎖電路選擇性地接收來自於該時序控制器之該顯示資料以及傳送該影像感測資料至該時序控制器。
  9. 如請求項7所述之控制裝置，其中該資料轉換電路於進行類比至數位轉換以及進行數位至類比轉換時接收相同的參考電壓。
  10. 如請求項1所述之控制裝置，其中該複數個控制單元經由一資料匯流排從一時序控制器接收用來產生複數個顯示訊號之複數個顯示資料，並經由該資料匯流排傳送複數個影像感測資料至該時序控制器，該複數個影像感測資料係根據複數個感測訊號而產生。
  11. 一種顯示裝置，包含有： 一面板，具有顯示及感測功能，用來接收一顯示訊號並產生一感測訊號；以及 一控制裝置，包含有： 複數個通道端點，耦接於該面板；以及 複數個控制單元，其中每一控制單元耦接於該複數個通道端點當中的一通道端點，該每一控制單元被設定用來選擇性地產生該顯示訊號以經由該通道端點傳送至該面板以及根據經由該通道端點從該面板接收到的該感測訊號來產生一影像感測資料。
  12. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該複數個控制單元係根據一時序控制器產生的至少一控制訊號的控制，選擇性地產生複數個顯示訊號以及產生複數個影像感測資料。
  13. 如請求項11所述之顯示裝置，其中在一第一期間內，複數個顯示訊號係經由該複數個通道端點被傳送至該面板，以及在一第二期間內，複數個感測訊號係從該面板經由該複數個通道端點被接收。
  14. 如請求項13所述之顯示裝置，其中在該第一期間內，該複數個控制單元被設定為用來產生該複數個顯示訊號，以及在該第二期間內，該複數個控制單元被設定為用來根據該複數個感測訊號，產生複數個影像感測資料。
  15. 如請求項11所述之顯示裝置，其中在一第一期間內，一第一顯示訊號係經由該複數個通道端點中的一第一通道端點被傳送至該面板，以及在一第二期間內，一第一感測訊號係從該面板經由該第一通道端點被接收。
  16. 如請求項15所述之顯示裝置，其中在該第一期間內，耦接於該第一通道端點之一第一控制單元被設定為用來產生該第一顯示訊號，以及在該第二期間內，該第一控制單元被設定為用來根據該第一感測訊號，產生一第一影像感測資料。
  17. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該複數個控制單元中的每一控制單元包含有： 一資料轉換電路，具有類比至數位轉換及數位至類比轉換功能，用來選擇性地將具有數位形式的一顯示資料轉換為具有類比形式的該顯示訊號以及將具有類比形式的該感測訊號轉換為具有數位形式的該影像感測資料。
  18. 如請求項17所述之顯示裝置，其中該複數個控制單元中的每一控制單元另包含有： 一運算放大器（Operational Amplifier），用來選擇性地傳送該顯示訊號以驅動該面板以及傳送來自於該面板之該感測訊號； 一相關雙重取樣（Correlated Double Sampling，CDS）電路，耦接於該運算放大器及該資料轉換電路，用來從該運算放大器接收該感測訊號之後，降低該感測訊號中的雜訊； 一位準移位器（Level Shifter），耦接於該資料轉換電路，用來選擇性地轉移該顯示資料之一電壓位準以及轉移該影像感測資料之一電壓位準； 一閂鎖電路（Latch Circuit），耦接於該位準移位器及一時序控制器，用來選擇性地儲存來自於該時序控制器之該顯示資料以及儲存欲傳送至該時序控制器之該影像感測資料；以及 一移位暫存器（Shift Register），耦接於該閂鎖電路及該時序控制器，用來根據來自於該時序控制器之一時間序列來控制該閂鎖電路，使得該閂鎖電路選擇性地接收來自於該時序控制器之該顯示資料以及傳送該影像感測資料至該時序控制器。
  19. 如請求項17所述之顯示裝置，其中該資料轉換電路於進行類比至數位轉換以及進行數位至類比轉換時接收相同的參考電壓。
  20. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該複數個控制單元經由一資料匯流排從一時序控制器接收用來產生複數個顯示訊號之複數個顯示資料，並經由該資料匯流排傳送複數個影像感測資料至該時序控制器，該複數個影像感測資料係根據複數個感測訊號而產生。
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