觸控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】在觸控系統(tǒng)中，傳送（TX）驅(qū)動單元產(chǎn)生至少一對正交驅(qū)動信號，每一對具有單一特定頻率。至少一對TX電極線同時受驅(qū)動于所述至少一對正交驅(qū)動信號。該對TX電極線與接收（RX）電極線之間的電容使得RX電極線感應得到檢測信號。RX檢測單元檢測所述檢測信號以同時產(chǎn)生兩個檢測成分，其分別預測該對TX電極線所對應的這些電容。
【專利說明】觸控系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸控系統(tǒng)，特別是關于一種可同時驅(qū)動及檢測至少一對電極線的觸控系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]觸控屏幕為結(jié)合觸控技術與顯示技術的輸入輸出裝置，用以讓使用者直接與所顯示者進行互動。圖1顯示傳統(tǒng)觸控屏幕的驅(qū)動信號的波形。在to至t3期間，與驅(qū)動信號TXl相關的第一電極線被驅(qū)動，而其他電極線(例如，與驅(qū)動信號TX2及TX3相關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，且第三電極線在t6至t9期間被驅(qū)動。因此，必須花費t0至t9很長的一段時間才能完成三條電極線的驅(qū)動。
[0003]上述傳統(tǒng)驅(qū)動機制無法適用于較大面板尺寸或/且較大分辨率的先進觸控屏幕，主要原因在于信號處理器無法實時完成所有的驅(qū)動及檢測工作，因而造成檢測的漏失。
[0004]因此亟需提出一種新穎機制以增加驅(qū)動速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述，本發(fā)明實施例的目的之一在于提出一種觸控系統(tǒng)，可同時驅(qū)動及檢測至少一對電極線。在一實施例中，使用部分視窗(partial window)以降低噪聲而不會增加太多頻寬。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例，觸控系統(tǒng)包含傳送(TX)驅(qū)動單元、至少一對TX電極線、接收(RX)電極線及RX檢測單元。TX驅(qū)動單元用以產(chǎn)生至少一對正交驅(qū)動信號，每一對具有單一特定頻率。所述至少一對TX電極線同時受驅(qū)動于所述至少一對正交驅(qū)動信號。該對TX電極線與RX電極線之間的電容使得RX電極線感應得到檢測信號。RX檢測單元檢測所述檢測信號以同時產(chǎn)生兩個檢測成分，其分別預測該對TX電極線所對應的這些電容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1顯示傳統(tǒng)觸控屏幕的驅(qū)動信號的波形。
[0008]圖2A顯示本發(fā)明實施例的觸控系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2B顯示圖2A的觸控系統(tǒng)的細部RX檢測單元。
[0010]圖3例示一觸控系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖4A例示使用三對正交驅(qū)動信號的信號時序圖，所述三對驅(qū)動信號分別具有個別頻率。
[0012]圖4B顯示圖4A的正交驅(qū)動信號的頻譜。
[0013]圖5顯示圖3的另一細部RX檢測單元。
[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]【符號說明】
[0019]100觸控系統(tǒng)
[0020]200觸控系統(tǒng)
[0021]11傳送驅(qū)動單元
[0022]12傳送電極線
[0023]13接收檢測單元
[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)動信號
[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

【具體實施方式】
[0037]圖2A顯示本發(fā)明實施例的觸控系統(tǒng)100的示意圖。觸控系統(tǒng)100可實施于觸控面板或觸控屏幕(例如內(nèi)嵌式觸控屏幕)。在本實施例中，傳送(TX)驅(qū)動單元11產(chǎn)生相同頻率的一對正交驅(qū)動信號，用以同時驅(qū)動一對TX電極線12 (如圖所示的行I與行2)。本實施例的該對正交驅(qū)動信號包含余弦信號Cos(G^t)及正弦信號Sin(G^t)，其中ω。為載波頻率。
[0038]觸控系統(tǒng)100還包含接收(RX)檢測單元13，用以接收并檢測RX電極線14 (如圖所示的列I)所感應的檢測信號。為簡化起見，僅顯示一條RX電極線。RX檢測信號是由TX電極線12與RX電極線14之間的電容(如圖所示的hi與h2)所感應得到的，而所述電容會受到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檢測信號，連同被驅(qū)動的TX電極線12，可被用以決定觸碰位置。
[0039]根據(jù)本實施例的特征之一，根據(jù)該對TX電極線12的驅(qū)動信號的正交特性，RX電極線14 (例如列I)所感應的檢測信號可被檢測(或解調(diào))以同時產(chǎn)生兩個檢測成分(其分別預測前述的這些電容)，用以分別對應至該對TX電極線12 (如行I與行2)。圖2B顯示圖2A的觸控系統(tǒng)100的細部RX檢測單元13。在圖2B所示的實施例中，使用正交(in-phasequadrature, IQ)解調(diào)器，利用同頻率的兩個正交解調(diào)信號同時解調(diào)檢測信號。其中，正交解調(diào)器包含用以將檢測信號乘上Cos(Qet)的第一混合器(mixer)131A (例如乘法器)和用以將檢測信號乘上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可運作在數(shù)字域，而可由數(shù)字信號處理器來執(zhí)行。RX檢測單元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，用以加總檢測信號所表示的傅立葉級數(shù)的系數(shù)。雖然圖2B所示RX檢測單元13運作在數(shù)字域，然而RX檢測單元13也可運作在模擬域。若運作在模擬域，則第一及第二累加器133A/133B以積分器來取代，而模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器132則改耦接于積分器的輸出。
[0041]上述實施例可延伸應用于多對的正交驅(qū)動信號，每一對驅(qū)動信號各具有相同的頻率，用以同時分別驅(qū)動多對TX電極線12。圖3例示一觸控系統(tǒng)200，其產(chǎn)生四對正交驅(qū)動信號，分別具有頻率ω1、ω2、ω3及ω4。本實施例未使用圖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)字信號處理器來執(zhí)行FFT算法，以簡化計算。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)在實數(shù)部(例如行I至4所相關的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所相關的h’ 5、h’ 6、h’ 7及1!’ 8)。
[0042]圖4A例示使用三對正交驅(qū)動信號的信號時序圖，所述三對驅(qū)動信號分別具有個別頻率。圖4B顯示圖4A的正交驅(qū)動信號的頻譜。如圖所示,三對驅(qū)動信號的主葉(mainlobe)相隔5k赫茲,而主葉受到相鄰驅(qū)動信號的副葉(side lobe)的影響幾乎為零。
[0043]在噪聲不可忽略的應用當中，實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。在本實施例中，視窗函數(shù)單元135設于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器132與快速傅立葉轉(zhuǎn)換單元134之間。在本說明書中，視窗函數(shù)(或簡稱視窗)是一種數(shù)學函數(shù)，其在預設區(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互補并符合下式:win_a+win_0 =1。例如，win_a的起始端點與win_P的起始端點之和等于所述常數(shù)值;win_a的結(jié)束端點與win_β的結(jié)束端點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。假設驅(qū)動信號的周期為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，win_a與win_c的時間總長等于驅(qū)動信號的周期。當使用部分視窗運作(例如使用內(nèi)積運算)在檢測信號時，(向左)移動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信號，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)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權利要求；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，均應包含在所附權利要求內(nèi)。
【權利要求】
1.一種觸控系統(tǒng),包含: 傳送(TX)驅(qū)動單元，用以產(chǎn)生至少一對正交驅(qū)動信號，每一對具有單一特定頻率； 至少一對TX電極線，同時受驅(qū)動于所述至少一對正交驅(qū)動信號； 接收(RX)電極線，該對TX電極線與所述RX電極線之間的電容使得所述RX電極線感應得到檢測信號；及 RX檢測單元，檢測所述檢測信號以同時產(chǎn)生兩個檢測成分，其分別預測該對TX電極線所對應的這些電容。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其中該對正交驅(qū)動信號包含同頻率的余弦信號以及正弦信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測單元包含正交(IQ)解調(diào)器，利用同頻率的兩個正交解調(diào)信號同時解調(diào)所述檢測信號。
4.根據(jù)權利要求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信號乘上余弦解調(diào)信號的第一混合器和用以將所述檢測信號乘上正弦解調(diào)信號的第二混合器，其中所述余弦解調(diào)信號與所述正弦解調(diào)信號具有相同頻率。
5.根據(jù)權利要求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)權利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測單元還包含模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其接收所述檢測信號并由此產(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)權利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測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信號所表示的傅立葉級數(shù)的系數(shù)。
9.根據(jù)權利要求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)權利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其中所述RX檢測單元還包含視窗函數(shù)單元，用以對所述檢測信號執(zhí)行視窗函數(shù)。
11.根據(jù)權利要求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。
13.根據(jù)權利要求12所述的觸控系統(tǒng)，其中所述部分視窗執(zhí)行內(nèi)積運算于所述檢測信號。
14.根據(jù)權利要求12所述的觸控系統(tǒng)，當所述部分視窗執(zhí)行所述檢測信號之后，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，因而形成重建檢測信號。
【文檔編號】G06F3/041GK104298383SQ201310301611
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權日:2013年7月15日
【發(fā)明者】林昌輝, 張耀光 申請人:奇景光電股份有限公司