觸控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】在觸控系統(tǒng)中，傳送（TX）驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生至少一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一對(duì)具有單一特定頻率。至少一對(duì)TX電極線同時(shí)受驅(qū)動(dòng)于所述至少一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該對(duì)TX電極線與接收（RX）電極線之間的電容使得RX電極線感應(yīng)得到檢測(cè)信號(hào)。RX檢測(cè)單元檢測(cè)所述檢測(cè)信號(hào)以同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)成分，其分別預(yù)測(cè)該對(duì)TX電極線所對(duì)應(yīng)的這些電容。
【專(zhuān)利說(shuō)明】觸控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸控系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種可同時(shí)驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)至少一對(duì)電極線的觸控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]觸控屏幕為結(jié)合觸控技術(shù)與顯示技術(shù)的輸入輸出裝置，用以讓使用者直接與所顯示者進(jìn)行互動(dòng)。圖1顯示傳統(tǒng)觸控屏幕的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形。在to至t3期間，與驅(qū)動(dòng)信號(hào)TXl相關(guān)的第一電極線被驅(qū)動(dòng)，而其他電極線(例如，與驅(qū)動(dòng)信號(hào)TX2及TX3相關(guān)的第二及第三電極線)則必須等待。依此原則，第二電極線在t3至t6期間被驅(qū)動(dòng)，且第三電極線在t6至t9期間被驅(qū)動(dòng)。因此，必須花費(fèi)t0至t9很長(zhǎng)的一段時(shí)間才能完成三條電極線的驅(qū)動(dòng)。
[0003]上述傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制無(wú)法適用于較大面板尺寸或/且較大分辨率的先進(jìn)觸控屏幕，主要原因在于信號(hào)處理器無(wú)法實(shí)時(shí)完成所有的驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)工作，因而造成檢測(cè)的漏失。
[0004]因此亟需提出一種新穎機(jī)制以增加驅(qū)動(dòng)速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述，本發(fā)明實(shí)施例的目的之一在于提出一種觸控系統(tǒng)，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)至少一對(duì)電極線。在一實(shí)施例中，使用部分視窗(partial window)以降低噪聲而不會(huì)增加太多頻寬。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，觸控系統(tǒng)包含傳送(TX)驅(qū)動(dòng)單元、至少一對(duì)TX電極線、接收(RX)電極線及RX檢測(cè)單元。TX驅(qū)動(dòng)單元用以產(chǎn)生至少一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一對(duì)具有單一特定頻率。所述至少一對(duì)TX電極線同時(shí)受驅(qū)動(dòng)于所述至少一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該對(duì)TX電極線與RX電極線之間的電容使得RX電極線感應(yīng)得到檢測(cè)信號(hào)。RX檢測(cè)單元檢測(cè)所述檢測(cè)信號(hào)以同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)成分，其分別預(yù)測(cè)該對(duì)TX電極線所對(duì)應(yīng)的這些電容。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1顯示傳統(tǒng)觸控屏幕的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形。
[0008]圖2A顯示本發(fā)明實(shí)施例的觸控系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2B顯示圖2A的觸控系統(tǒng)的細(xì)部RX檢測(cè)單元。
[0010]圖3例示一觸控系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖4A例示使用三對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)時(shí)序圖，所述三對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別具有個(gè)別頻率。
[0012]圖4B顯示圖4A的正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻譜。
[0013]圖5顯示圖3的另一細(xì)部RX檢測(cè)單元。
[0014]圖6顯示使用與未使用漢寧(Hanning)視窗的頻譜。
[0015]圖7A顯示本發(fā)明實(shí)施例的部分視窗函數(shù)。
[0016]圖7B例示圖7A的部分視窗的操作。
[0017]圖8顯示使用與未使用部分視窗的頻譜。
[0018]【符號(hào)說(shuō)明】
[0019]100觸控系統(tǒng)
[0020]200觸控系統(tǒng)
[0021]11傳送驅(qū)動(dòng)單元
[0022]12傳送電極線
[0023]13接收檢測(cè)單元
[0024]131A第一混合器
[0025]13IB第二混合器
[0026]132模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0027]133A第一累加器
[0028]133B第二累加器
[0029]134快速傅立葉轉(zhuǎn)換單元
[0030]135視窗函數(shù)單元
[0031]14接收電極線
[0032]TXl?TX3驅(qū)動(dòng)信號(hào)
[0033]Hl ?h8 電容
[0034]win_a上升部分
[0035]win_ β下降部分
[0036]win_c中央部分

【具體實(shí)施方式】
[0037]圖2A顯示本發(fā)明實(shí)施例的觸控系統(tǒng)100的示意圖。觸控系統(tǒng)100可實(shí)施于觸控面板或觸控屏幕(例如內(nèi)嵌式觸控屏幕)。在本實(shí)施例中，傳送(TX)驅(qū)動(dòng)單元11產(chǎn)生相同頻率的一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用以同時(shí)驅(qū)動(dòng)一對(duì)TX電極線12 (如圖所示的行I與行2)。本實(shí)施例的該對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)包含余弦信號(hào)Cos(G^t)及正弦信號(hào)Sin(G^t)，其中ω。為載波頻率。
[0038]觸控系統(tǒng)100還包含接收(RX)檢測(cè)單元13，用以接收并檢測(cè)RX電極線14 (如圖所示的列I)所感應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，僅顯示一條RX電極線。RX檢測(cè)信號(hào)是由TX電極線12與RX電極線14之間的電容(如圖所示的hi與h2)所感應(yīng)得到的，而所述電容會(huì)受到TX/RX電極線12/14上的手指觸碰所影響。由此，電容受到影響的RX檢測(cè)信號(hào)，連同被驅(qū)動(dòng)的TX電極線12，可被用以決定觸碰位置。
[0039]根據(jù)本實(shí)施例的特征之一，根據(jù)該對(duì)TX電極線12的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正交特性，RX電極線14 (例如列I)所感應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)可被檢測(cè)(或解調(diào))以同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)成分(其分別預(yù)測(cè)前述的這些電容)，用以分別對(duì)應(yīng)至該對(duì)TX電極線12 (如行I與行2)。圖2B顯示圖2A的觸控系統(tǒng)100的細(xì)部RX檢測(cè)單元13。在圖2B所示的實(shí)施例中，使用正交(in-phasequadrature, IQ)解調(diào)器，利用同頻率的兩個(gè)正交解調(diào)信號(hào)同時(shí)解調(diào)檢測(cè)信號(hào)。其中，正交解調(diào)器包含用以將檢測(cè)信號(hào)乘上Cos(Qet)的第一混合器(mixer)131A (例如乘法器)和用以將檢測(cè)信號(hào)乘上Sin(Qet)的第二混合器131B (例如乘法器)，其中Ω。= ω。/&，且fs為取樣頻率。
[0040]RX檢測(cè)單元13還可包含模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 132，使得第一及第二混合器131A/131B可運(yùn)作在數(shù)字域，而可由數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)執(zhí)行。RX檢測(cè)單元13還可包含第一累加器133A及第二累加器133B (例如加法器)，其分別耦接第一及第二混合器131A/131B的輸出，用以加總檢測(cè)信號(hào)所表示的傅立葉級(jí)數(shù)的系數(shù)。雖然圖2B所示RX檢測(cè)單元13運(yùn)作在數(shù)字域，然而RX檢測(cè)單元13也可運(yùn)作在模擬域。若運(yùn)作在模擬域，則第一及第二累加器133A/133B以積分器來(lái)取代，而模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器132則改耦接于積分器的輸出。
[0041]上述實(shí)施例可延伸應(yīng)用于多對(duì)的正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)各具有相同的頻率，用以同時(shí)分別驅(qū)動(dòng)多對(duì)TX電極線12。圖3例示一觸控系統(tǒng)200，其產(chǎn)生四對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別具有頻率ω1、ω2、ω3及ω4。本實(shí)施例未使用圖2Β的混合器131Α/131Β及累加器133Α/133Β，改使用快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)單元134，其可由數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)執(zhí)行FFT算法，以簡(jiǎn)化計(jì)算。值得注意的是，以余弦波解調(diào)所估算得到的電容將出現(xiàn)在實(shí)數(shù)部(例如行I至4所相關(guān)的h1、h2、h3及h4)，而以正弦波解調(diào)所估算得到的電容將出現(xiàn)在虛數(shù)部(例如行5至8所相關(guān)的h’ 5、h’ 6、h’ 7及1!’ 8)。
[0042]圖4A例示使用三對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)時(shí)序圖，所述三對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別具有個(gè)別頻率。圖4B顯示圖4A的正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻譜。如圖所示,三對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的主葉(mainlobe)相隔5k赫茲,而主葉受到相鄰驅(qū)動(dòng)信號(hào)的副葉(side lobe)的影響幾乎為零。
[0043]在噪聲不可忽略的應(yīng)用當(dāng)中，實(shí)際上可使用視窗函數(shù)單元135以降低相鄰噪聲的副葉所產(chǎn)生的干擾，如圖5所例示。在本實(shí)施例中，視窗函數(shù)單元135設(shè)于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器132與快速傅立葉轉(zhuǎn)換單元134之間。在本說(shuō)明書(shū)中，視窗函數(shù)(或簡(jiǎn)稱(chēng)視窗)是一種數(shù)學(xué)函數(shù)，其在預(yù)設(shè)區(qū)間外的值為零。例如，某一函數(shù)在一區(qū)間內(nèi)為常數(shù)，而位于區(qū)間外的值為零，則稱(chēng)為矩形視窗。圖6顯示使用與未使用漢寧(Hanning)視窗的頻譜。使用視窗的缺點(diǎn)之一為所形成主葉的頻寬為原頻寬的二倍。
[0044]圖7A顯示本發(fā)明實(shí)施例的部分視窗(partial window)函數(shù)。部分視窗具有中央部分win_c、上升部分win_a及下降部分win_0。中央部分win_c具有常數(shù)值(例如I),上升部分win_a的值從零升至win_c的常數(shù)值,且下降部分win_0的值從《^^的常數(shù)值降至零。上升部分win_a與下降部分win_P互補(bǔ)并符合下式:win_a+win_0 =1。例如，win_a的起始端點(diǎn)與win_P的起始端點(diǎn)之和等于所述常數(shù)值;win_a的結(jié)束端點(diǎn)與win_β的結(jié)束端點(diǎn)之和也等于所述常數(shù)值。
[0045]圖7Β例示圖7Α的部分視窗的操作。假設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期為200微秒(μ S)，則部分視窗的中央部分win_c定義在8至200微秒,上升部分win_a定義在O至80微秒,而下降部分win_0定義在200至280微秒。換句話說(shuō)，win_a與win_c的時(shí)間總長(zhǎng)等于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期。當(dāng)使用部分視窗運(yùn)作(例如使用內(nèi)積運(yùn)算)在檢測(cè)信號(hào)時(shí)，(向左)移動(dòng)視窗化的下降部分并疊加在視窗化的上升部分，如圖7B所示，因而形成一重建檢測(cè)信號(hào)，其接著被饋送至快速傅立葉轉(zhuǎn)換單元134。圖8顯示使用與未使用部分視窗的頻譜。相比于圖6，使用部分視窗所形成主葉的頻寬小于使用漢寧(Hanning)視窗的頻寬。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在所附權(quán)利要求內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸控系統(tǒng),包含: 傳送(TX)驅(qū)動(dòng)單元，用以產(chǎn)生至少一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一對(duì)具有單一特定頻率； 至少一對(duì)TX電極線，同時(shí)受驅(qū)動(dòng)于所述至少一對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 接收(RX)電極線，該對(duì)TX電極線與所述RX電極線之間的電容使得所述RX電極線感應(yīng)得到檢測(cè)信號(hào)；及 RX檢測(cè)單元，檢測(cè)所述檢測(cè)信號(hào)以同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)成分，其分別預(yù)測(cè)該對(duì)TX電極線所對(duì)應(yīng)的這些電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其中該對(duì)正交驅(qū)動(dòng)信號(hào)包含同頻率的余弦信號(hào)以及正弦信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測(cè)單元包含正交(IQ)解調(diào)器，利用同頻率的兩個(gè)正交解調(diào)信號(hào)同時(shí)解調(diào)所述檢測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸控系統(tǒng)，其中所述正交解調(diào)器包含用以將所述檢測(cè)信號(hào)乘上余弦解調(diào)信號(hào)的第一混合器和用以將所述檢測(cè)信號(hào)乘上正弦解調(diào)信號(hào)的第二混合器，其中所述余弦解調(diào)信號(hào)與所述正弦解調(diào)信號(hào)具有相同頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其中所述第一混合器包含第一乘法器，且所述第二混合器包含第二乘法器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測(cè)單元還包含模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其接收所述檢測(cè)信號(hào)并由此產(chǎn)生輸出，用以饋送至所述第一混合器及所述第二混合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測(cè)單元還包含第一累加器及第二累加器，其分別耦接所述第一混合器及所述第二混合器的輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控系統(tǒng)，其中所述第一累加器及所述第二累加器是用以加總所述檢測(cè)信號(hào)所表示的傅立葉級(jí)數(shù)的系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控系統(tǒng)，其中所述第一累加器包含第一加法器，且所述第二累加器包含第二加法器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測(cè)單元還包含視窗函數(shù)單元，用以對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行視窗函數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸控系統(tǒng)，其中所述視窗函數(shù)包含漢寧(Hanning)視窗。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸控系統(tǒng)，其中所述視窗函數(shù)包含部分視窗，其具有中央部分、上升部分及下降部分，其中所述中央部分具有常數(shù)值，所述上升部分的值為上升，且所述下降部分的值為下降，所述上升部分與所述下降部分互補(bǔ)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的觸控系統(tǒng)，其中所述部分視窗執(zhí)行內(nèi)積運(yùn)算于所述檢測(cè)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的觸控系統(tǒng)，當(dāng)所述部分視窗執(zhí)行所述檢測(cè)信號(hào)之后，所述上升部分形成視窗化上升部分，所述下降部分形成視窗化下降部分，接著移動(dòng)所述視窗化下降部分并疊加在所述視窗化上升部分，因而形成重建檢測(cè)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK104298383SQ201310301611
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】林昌輝, 張耀光 申請(qǐng)人:奇景光電股份有限公司