電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)和控制所述系統(tǒng)的方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)和控制所述系統(tǒng)的方法。所述電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)包括觸摸傳感器面板、前端電路和數(shù)字信號(hào)處理器。觸摸傳感器面板產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)。前端電路將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感通道信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器從顯示裝置接收共用電壓（VCOM），計(jì)算共用電壓的兩個(gè)相鄰的噪聲峰值的噪聲間隔，并且使用噪聲濾波器路徑來(lái)對(duì)傳感通道信號(hào)執(zhí)行噪聲濾波操作。所述噪聲濾波器路徑是基于噪聲間隔從多個(gè)噪聲濾波器路徑中選擇的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)和控制所述系統(tǒng)的方法
[0001]本申請(qǐng)要求2012年12月3日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10_2012_0138933號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用全部合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明構(gòu)思涉及電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)和控制該電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]觸摸屏用作計(jì)算機(jī)、平板電腦或智能電話中的輸入裝置。觸摸屏包括具有觸摸敏感表面的觸摸傳感器面板。觸摸傳感器被布置在顯示裝置上。在顯示裝置顯示圖像時(shí)在觸摸屏上進(jìn)行觸摸輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)包括觸摸傳感器面板、前端電路和數(shù)字信號(hào)處理器。觸摸傳感器面板產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)。前端電路將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感通道信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器從顯示裝置接收共用電壓(VOT)，計(jì)算所述共用電壓的兩個(gè)相鄰的噪聲峰值的噪聲間隔，并且使用噪聲濾波器路徑(noise filterpath)來(lái)對(duì)傳感通道信號(hào)執(zhí)行噪聲濾波操作。所述噪聲濾波器路徑是基于噪聲間隔從多個(gè)噪聲濾波器路徑中選擇的。
[0005]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，提供一種控制電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的方法。將與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感通道信號(hào)。對(duì)共用電壓(Vot)的噪聲譜進(jìn)行分析，以產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)。使用由濾波器選擇信號(hào)選擇的噪聲濾波操作對(duì)傳感通道信號(hào)執(zhí)行濾波操作。
[0006]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，一種電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)包括顯示裝置、觸摸傳感器面板和數(shù)字信號(hào)處理器。顯示裝置使用共用電壓來(lái)操作。觸摸傳感器面板被布置在顯示裝置上，產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的傳感輸入信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)共用電壓的噪聲特性進(jìn)行分析，并且基于所述噪聲特性對(duì)傳感輸入信號(hào)執(zhí)行噪聲濾波操作。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]通過(guò)參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，本發(fā)明構(gòu)思的這些和其它特征將變得更加明顯，在附圖中；
[0008]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的框圖；
[0009]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的觸摸傳感器面板的示圖；
[0010]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的觸摸傳感器面板的寄生組件的電路圖；
[0011]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的數(shù)字信號(hào)處理器的電路圖；
[0012]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示噪聲分析器的電路圖；[0013]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的一些信號(hào)的波形的示圖；
[0014]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的數(shù)字信號(hào)處理器的電路圖；
[0015]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示噪聲分析器中包括的濾波器的帶寬和噪聲間隔的示圖；
[0016]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示噪聲分析器的噪聲譜的示圖；
[0017]圖10和11是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的抽取濾波器的操作的示圖；
[0018]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的噪聲檢測(cè)的方法的框圖；
[0019]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示噪聲分析器的電路圖；
[0020]圖14和15是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示噪聲分析器的信號(hào)的波形的示圖；
[0021]圖16是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的噪聲檢測(cè)的方法的框圖；
[0022]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的包括電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的移動(dòng)電話的框圖；以及
[0023]圖18是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的包括電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的數(shù)字音頻/視頻播放器的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例。但是，本發(fā)明構(gòu)思可以以不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文中闡述的實(shí)施例。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，可以對(duì)層和區(qū)域的厚度進(jìn)行放大。還將會(huì)理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為在另一個(gè)元件或基板“上”時(shí)，它可以直接在所述另一個(gè)元件或基板上，或者，也可以存在中間層。還將會(huì)理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為與另一個(gè)元件“耦接”或“連接”時(shí)，它可以與所述另一個(gè)元件直接耦接或連接，或者，也可以存在中間元件。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和附圖中，相同的參考標(biāo)記可以是指相同的元件。
[0025]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100的框圖。
[0026]參照?qǐng)D1，電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100包括觸摸傳感器面板110、前端電路115和數(shù)字信號(hào)處理器150。
[0027]觸摸傳感器面板110響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓VDRV和觸摸輸入而操作，并且產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)。前端電路115將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為與所述電容信號(hào)相應(yīng)的第一電壓信號(hào)，并且對(duì)所述第一電壓信號(hào)執(zhí)行濾波和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號(hào)處理器150對(duì)前端電路115的輸出信號(hào)執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理操作。數(shù)字信號(hào)處理器150從顯示裝置接收共用電壓Vcom,對(duì)共用電壓Vot中包含的噪聲的譜進(jìn)行分析，并且基于分析結(jié)果來(lái)選擇噪聲濾波器以執(zhí)行濾波。多個(gè)通道CH被布置在觸摸傳感器面板110和數(shù)字信號(hào)處理器150之間。共用電壓(Vot)充當(dāng)用于顯示裝置的參考DC電壓。例如，共用電壓(Vot)通常被提供給顯示裝置的像素。
[0028]電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100還包括處理器160，處理器160響應(yīng)于數(shù)字信號(hào)處理器150的輸出而在顯示裝置上移動(dòng)諸如光標(biāo)或指針的對(duì)象。
[0029]前端電路115包括電容電壓(C-V)轉(zhuǎn)換器120、抗混疊濾波器(ant1-aliasingfilter) 130和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器140。
[0030]C-V轉(zhuǎn)換器120將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為與所述電容信號(hào)相應(yīng)的第一電壓信號(hào)?？够殳B濾波器130消除在第一信號(hào)中包含的噪聲，以產(chǎn)生第二電壓信號(hào)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器140將第二電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。
[0031]電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100使用共用電SVot來(lái)對(duì)顯示噪聲進(jìn)行分析和濾波。共用電壓νωΜ的噪聲特性基本上類(lèi)似于從在觸摸傳感器面板110上進(jìn)行觸摸所產(chǎn)生的第一電壓信號(hào)的顯示噪聲特性。根據(jù)共用電SVot的噪聲間隔，使用各種方法來(lái)執(zhí)行電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100的濾波操作。例如，電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100比較其濾波器帶寬與噪聲間隔，并且使用根據(jù)比較結(jié)果選擇的濾波路徑來(lái)執(zhí)行濾波。濾波器帶寬表示在電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100中包含的數(shù)字濾波器的帶寬?？蛇x地，濾波器帶寬可以表示在電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100中包含的其它濾波器之一。
[0032]數(shù)字信號(hào)處理器150在正常頻率選擇濾波器的帶寬比噪聲間隔窄時(shí)使用正常頻率選擇濾波器來(lái)執(zhí)行濾波，在抽取頻率選擇濾波器帶寬比噪聲間隔寬且比噪聲間隔的兩倍窄時(shí)使用抽取頻率選擇濾波器來(lái)執(zhí)行濾波，并且，在濾波器帶寬比噪聲間隔的兩倍寬時(shí)使用移動(dòng)平均濾波器來(lái)執(zhí)行濾波。移動(dòng)平均濾波器使用抽頭(tap)來(lái)控制移動(dòng)平均值。
[0033]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的觸摸傳感器面板的示圖。如圖2所示，可以實(shí)現(xiàn)觸摸傳感器面板110。
[0034]參照?qǐng)D2，觸摸傳感器面板110包括位于驅(qū)動(dòng)通道和傳感通道彼此相交的位置處的像素。在像素附近存在在驅(qū)動(dòng)通道和傳感通道之間發(fā)生的互電容?？梢詫?duì)驅(qū)動(dòng)通道之一施加驅(qū)動(dòng)電壓，并且可以對(duì)其它的驅(qū)動(dòng)通道施加DC電壓。
[0035]圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的觸摸傳感器面板的寄生組件的電路圖。如圖3所示，可以實(shí)現(xiàn)觸摸傳感器面板110。
[0036]參照?qǐng)D3，觸摸傳感器面板110被布置在顯示裝置113上。觸摸傳感器面板110包括驅(qū)動(dòng)通道111和傳感通道112。對(duì)驅(qū)動(dòng)通道111施加由電壓源114產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電壓￥01^。觸摸傳感器面板110可以包括各種寄生元件。例如，寄生電阻RD存在于電壓源114與驅(qū)動(dòng)通道111之間。寄生電容⑶存在于驅(qū)動(dòng)通道111和傳感通道112之間。寄生電阻RS存在于傳感通道112和前端電路115之間。寄生電容⑶存在于顯示裝置113和驅(qū)動(dòng)通道111之間。寄生電容CS存在于顯示裝置113和傳感通道112之間。噪聲VN存在于顯示裝置113和地線之間。共用電壓Vot通過(guò)前端電路115從顯示裝置被發(fā)送到數(shù)字信號(hào)處理器150。
[0037]圖4是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的數(shù)字信號(hào)處理器的電路圖。如圖4所示，可以實(shí)現(xiàn)圖1的數(shù)字信號(hào)處理器150。
[0038]參照?qǐng)D4，數(shù)字信號(hào)處理器150包括第一復(fù)用器151、第二復(fù)用器152、顯示噪聲分析器153、解復(fù)用器154、抽取濾波器155、數(shù)字濾波器156、抗諧波濾波器157和移動(dòng)平均濾波器158。
[0039]第一復(fù)用器151將從通道CHl至CHn接收到的多個(gè)數(shù)字信號(hào)連續(xù)地輸出到第二復(fù)用器152。通道CHl至CHn是在不施加顯示驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)測(cè)量到的通道信號(hào)。也就是說(shuō)，可以在不施加顯示驅(qū)動(dòng)電壓以測(cè)量顯示噪聲時(shí)測(cè)量與通道CHl至CHn相應(yīng)的信號(hào)。[0040]第二復(fù)用器152響應(yīng)于選擇信號(hào)nSEL來(lái)選擇第一復(fù)用器151的輸出和共用電壓(vc?M)中的一個(gè)以產(chǎn)生第一信號(hào)VA。例如，當(dāng)共用電壓Vcmm可用時(shí),響應(yīng)于選擇信號(hào)nSEL來(lái)選擇共用電壓VroM。當(dāng)共用電壓Vcmm不可用時(shí)，響應(yīng)于選擇信號(hào)nSEL來(lái)選擇第一復(fù)用器151的輸出。選擇信號(hào)nSEL表不共用電壓Vcmm是否可用的狀態(tài)。
[0041]顯示噪聲分析器153對(duì)顯示裝置的噪聲進(jìn)行分析，以產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)FSEL。例如，顯示噪聲分析器153將濾波器選擇信號(hào)FSEL輸出給解復(fù)用器154，以選擇噪聲濾波器。
[0042]如果顯示噪聲分析器153接收共用電壓VOT，則顯示噪聲分析器153分析共用電壓Vcom的噪聲譜，并且基于分析的結(jié)果來(lái)選擇噪聲濾波器。將參照?qǐng)D5詳細(xì)地描述顯示噪聲分析器153。
[0043]解復(fù)用器154響應(yīng)于濾波器選擇信號(hào)FSEL來(lái)選擇噪聲濾波器。例如，當(dāng)不施加顯示驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，觸摸傳感器面板110將傳感通道信號(hào)CHkx通過(guò)前端電路115輸出到解復(fù)用器154。解復(fù)用器154響應(yīng)于濾波器選擇信號(hào)FSEL來(lái)將傳感通道信號(hào)CHkx輸出到多個(gè)濾波器之一。
[0044]抽取濾波器155對(duì)傳感通道信號(hào)CHkx執(zhí)行抽取濾波，以產(chǎn)生第二信號(hào)VE。
[0045]數(shù)字濾波器156對(duì)傳感通道信號(hào)CHkx和第二信號(hào)VE選擇性地執(zhí)行濾波?？怪C波濾波器157消除傳感通道信號(hào)CHkx中包含的諧波，并且移動(dòng)平均濾波器158計(jì)算抗諧波濾波器157的輸出信號(hào)VF的移動(dòng)平均值。
[0046]圖5是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的顯示噪聲分析器的電路圖。如圖5所示,可以實(shí)現(xiàn)圖4的顯示噪聲分析儀153。
[0047]參照?qǐng)D5，顯示噪聲分析器153包括:第一傅里葉變換器171，對(duì)第一信號(hào)VA執(zhí)行短時(shí)傅里葉變換；空白檢測(cè)器172，檢測(cè)在第一傅里葉變換器171的輸出信號(hào)中包含的噪聲的空白；自適應(yīng)濾波器173，對(duì)第一信號(hào)VA執(zhí)行自適應(yīng)濾波；第二傅里葉變換器174，對(duì)自適應(yīng)濾波器173的輸出信號(hào)執(zhí)行點(diǎn)傅里葉變換；第四復(fù)用器175，選擇空白檢測(cè)器172的輸出信號(hào)和第二傅里葉變換器174的輸出信號(hào)中的一個(gè)；峰值/間隔檢測(cè)器176，檢測(cè)在第四復(fù)用器175的輸出信號(hào)中包含的噪聲的峰值和間隔；以及濾波器選擇器177，輸出用于選擇濾波器的濾波器選擇信號(hào)FSEL。峰值/間隔檢測(cè)器176接收第一信號(hào)VA的頻譜信息VA’并產(chǎn)生第三信號(hào)VB。使用第一傅里葉變換器171或第二傅里葉變換器174來(lái)產(chǎn)生頻譜信息VA’。可以根據(jù)硬件的復(fù)雜性來(lái)選擇性地激活空白控制信號(hào)nBLANK。顯示噪聲分析儀153可以在不包括復(fù)用器175的情況下被實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，顯示噪聲分析器可以包括兩個(gè)噪聲分析路徑中的一個(gè)。例如，顯示噪聲分析器153可以包括具有圖5的第一傅里葉變換器171和空白檢測(cè)器172的上面的路徑?？蛇x地，顯示噪聲分析器153可以包括具有圖5的自適應(yīng)濾波器173和第二傅里葉變換器174的下面的路徑。
[0048] 濾波器選擇器177接收第二信號(hào)VB，并且計(jì)算頻譜信息VA’的兩個(gè)相鄰的峰值之間的噪聲間隔。峰值/間隔檢測(cè)器176使用第二信號(hào)VB來(lái)確定選擇哪一個(gè)濾波器。
[0049]例如，如果噪聲間隔大于圖4的數(shù)字濾波器156的濾波器帶寬，則濾波器選擇器177產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)FSEL來(lái)選擇數(shù)字濾波器156。濾波器選擇信號(hào)FSEL被發(fā)送到解復(fù)用器154。
[0050]如果濾波器帶寬大于噪聲間隔但是小于噪聲間隔的兩倍，則濾波器選擇器177產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)FSEL來(lái)選擇圖4的抽取濾波器155。濾波器選擇信號(hào)FSEL被發(fā)送到圖4的解復(fù)用器154。
[0051]如果濾波器帶寬大于噪聲間隔的兩倍，則濾波器選擇器177產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)FSEL來(lái)選擇圖4的移動(dòng)平均濾波器。濾波器選擇信號(hào)FSEL被發(fā)送到圖4的解復(fù)用器154。
[0052]圖6A至圖6C是示出圖1的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100的一些信號(hào)的波形的示圖。圖6A不出顯不噪聲的波形。圖6B不出第一信號(hào)VA。圖6C不出第二信號(hào)VB,該第二信號(hào)VB示出如圖6A所示的顯示噪聲的經(jīng)數(shù)字變換的波形。
[0053]參照?qǐng)D5和圖6A至圖6C,被輸入到顯不噪聲分析器153的第一信號(hào)VA的波形基本上類(lèi)似于噪聲VN的波形，噪聲VN是在顯示裝置113的液晶面板中產(chǎn)生的。使用作為峰值/間隔檢測(cè)器176的輸出的第三信號(hào)VB來(lái)計(jì)算噪聲的峰值以及這些峰值之間的間隔。
[0054]圖7是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的數(shù)字信號(hào)處理器的示例性實(shí)施例的電路圖。如圖7所示，可以實(shí)現(xiàn)圖1的數(shù)字信號(hào)處理器150。
[0055]參照?qǐng)D7，除了數(shù)字信號(hào)處理器150a還包括消除包含在傳感通道信號(hào)CHRX中的噪聲的抗混疊濾波器159以外，數(shù)字信號(hào)處理器150a基本上類(lèi)似于圖4的數(shù)字信號(hào)處理器。
[0056]圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的濾波器的帶寬的示圖。顯示噪聲分析器150和150a的數(shù)字濾波器156可以具有圖8的這樣的帶寬。參照?qǐng)D8，濾波器的帶寬大于輸入信號(hào)的噪聲間隔NINT。輸入信號(hào)可以由圖6C表示。在36kHz、62kHz、85kHz和IllkHz的頻率處示出噪聲的峰值。
[0057]圖9是示出顯示噪聲分析器153的輸出的噪聲譜的示圖。
[0058]參照?qǐng)D9，第一噪聲峰值NPK(I)和第二噪聲峰值NPK(2)之間的噪聲間隔NINT (I)是23kHz (=85kHz - 62kHz)，并且第二噪聲峰值NPK (2)和第三噪聲峰值NPK (3)之間的噪聲間隔 NINT (2)是 26kHz (=IllkHz - 85kHz)。
[0059]如果數(shù)字濾波器156的濾波器帶寬小于共用電壓Vot的噪聲間隔，那么數(shù)字信號(hào)處理器150或150a使用數(shù)字濾波器156對(duì)傳感通道信號(hào)CHkx進(jìn)行濾波。當(dāng)數(shù)字濾波器156的濾波器帶寬大于所述噪聲間隔且小于所述噪聲間隔的兩倍時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器150或150a使用抽取濾波器154和數(shù)字濾波器156對(duì)傳感通道信號(hào)CHkx進(jìn)行濾波。當(dāng)數(shù)字濾波器156的濾波器帶寬大于所述噪聲間隔的兩倍，那么數(shù)字信號(hào)處理器150或150a使用抗諧波濾波器157和移動(dòng)平均濾波器158對(duì)傳感通道信號(hào)CHkx進(jìn)行濾波。
[0060]在下文中，將參照?qǐng)D10和11描述抽取濾波操作。圖10是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的圖7的數(shù)字信號(hào)處理器150執(zhí)行抽取濾波操作的框圖。圖11示出抽取濾波器154的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形。
[0061 ] 參照?qǐng)D10,輸入信號(hào)是X [η],輸出信號(hào)是y [η]。輸出信號(hào)y [η]被表不為y [η] =χ [Mn]。這里，M表示抽取因子。
[0062]參照?qǐng)D11，當(dāng)輸入信號(hào)χ[η]在頻率fl和頻率f2處具有L的幅值時(shí)，相應(yīng)的輸出信號(hào)y[n]在頻率2fl和頻率2f2處具有L/2的幅值。因此，在執(zhí)行抽取濾波操作之后，輸入信號(hào)X [η]的頻率間隔Fint變成2x Fint。使用抽取濾波器154，輸入信號(hào)X [η]的頻率間隔Fint變成兩倍。
[0063]圖12是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的噪聲分析器的框圖。圖12示出圖5的顯示噪聲分析器153的上面的路徑。圖12的噪聲分析器包括第一傅里葉變換器171、空白檢測(cè)器172和峰值/間隔檢測(cè)器176。在空白期間被已知時(shí)，可以使用圖12的電路。
[0064]圖13是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的噪聲分析器的框圖。圖16示出圖5的顯示噪聲分析器153的下面的路徑。噪聲分析器包括自適應(yīng)濾波器173、第二傅里葉變換器174和峰值/間隔檢測(cè)器176。在空白期間未知時(shí)，可以使用圖16的電路。
[0065]圖14是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的圖13的顯示噪聲分析器的框圖。
[0066]參照?qǐng)D14，圖13的自適應(yīng)濾波器173包括:延遲器193，對(duì)噪聲源n[n]進(jìn)行延遲；脈沖響應(yīng)濾波器194，對(duì)延遲器193的輸出進(jìn)行濾波；減法器195，從噪聲源η [η]減去脈沖響應(yīng)濾波器194的第一輸出。點(diǎn)傅里葉變換器174對(duì)與脈沖響應(yīng)濾波器194的第二輸出相應(yīng)的脈沖響應(yīng)w[n]執(zhí)行點(diǎn)傅里葉變換。在圖14中，減法器195的輸出是隨機(jī)噪聲，并且脈沖響應(yīng)濾波器194的第一輸出是周期性噪聲y [η]。
[0067]圖15和16是示出圖13的顯示噪聲分析器的一些信號(hào)的波形的示圖。參照?qǐng)D15，噪聲源η[η]被劃分為隨機(jī)噪聲e[n]和周期性噪聲y[n]。在圖16的左圖中示出脈沖響應(yīng)w[n]，并且在圖16的右圖中示出噪聲幅值與頻率的關(guān)系。參照?qǐng)D16的右圖，可以知道噪聲的峰值頻率和間隔。
[0068]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的包括電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的移動(dòng)電話1000的框圖。
[0069]參照?qǐng)D17，移動(dòng)電話1000包括電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100和顯示裝置1200。顯示裝置1200可以被放置在電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100的下方，并且可以將共用電壓(Vot)提供給電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100。顯示裝置1200可以響應(yīng)于電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100的輸出來(lái)操作。電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100可以包括根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100。
[0070]電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100可以包括觸摸傳感器面板、前端電路和數(shù)字信號(hào)處理器。觸摸傳感器面板產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)。前端電路將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為與所述電容信號(hào)相應(yīng)的第一電壓信號(hào)，并且對(duì)第一電壓信號(hào)執(zhí)行濾波和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)前端電路的輸出信號(hào)執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理。數(shù)字信號(hào)處理器從顯示裝置接收共用電壓(VOT)，對(duì)共用電壓Vot中包含的噪聲的譜進(jìn)行分析，并且基于分析結(jié)果來(lái)選擇噪聲濾波器以執(zhí)行濾波。
[0071]圖18是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的包括電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的數(shù)字音頻/視頻播放器2000的框圖。
[0072]參照?qǐng)D18，數(shù)字音頻/視頻播放器2000包括電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)2100和顯示裝置2200。顯示裝置2200可以被布置在電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)2100的下方，并且可以將共用電壓(Vot)提供給電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)2100。顯示裝置1200可以響應(yīng)于電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)1100的輸出來(lái)操作。電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)2100可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的圖1的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)100。
[0073]雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明構(gòu)思，但是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將顯而易見(jiàn)的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng),包括: 觸摸傳感器面板，被配置為產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)； 前端電路，被配置為將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感通道信號(hào)；以及 數(shù)字信號(hào)處理器，被配置為: 從顯示裝置接收共用電壓νωΜ， 計(jì)算共用電壓的兩個(gè)相鄰的噪聲峰值的噪聲間隔，并且 使用噪聲濾波器路徑來(lái)對(duì)傳感通道信號(hào)執(zhí)行噪聲濾波操作， 其中，所述噪聲濾波器路徑是基于噪聲間隔從多個(gè)噪聲濾波器路徑中選擇的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，前端電路包括: 電容電壓C-V轉(zhuǎn)換器,被配置為將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)； 抗混疊濾波器，被配置為消除第一電壓信號(hào)的噪聲以產(chǎn)生第二電壓信號(hào)；以及 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，被配置為將第二電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感通道信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，數(shù)字信號(hào)處理器包括: 顯示噪聲分析器，被配置為計(jì)算噪聲間隔并基于所述噪聲間隔產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)；以及 解復(fù)用器，被配 置為響應(yīng)于濾波器選擇信號(hào)將傳感通道信號(hào)發(fā)送到多個(gè)濾波路徑中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)濾波路徑包括: 具有數(shù)字濾波器的第一濾波路徑， 具有抽取濾波器和數(shù)字濾波器的第二濾波路徑，以及 具有抗諧波濾波器和移動(dòng)平均濾波器的第三濾波路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，抽取濾波器被配置為對(duì)從解復(fù)用器接收到的傳感通道信號(hào)執(zhí)行抽取濾波操作，抗諧波濾波器被配置為消除傳感通道信號(hào)的諧波，并且移動(dòng)平均濾波器被配置為計(jì)算抗諧波濾波器的輸出信號(hào)的移動(dòng)平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，顯示噪聲分析器包括: 第一傅里葉變換器，被配置為對(duì)共用電壓執(zhí)行短時(shí)傅里葉變換；以及 空白檢測(cè)器，被配置為從第一傅里葉變換器的輸出信號(hào)檢測(cè)空白； 峰值/間隔檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)噪聲間隔，其中，噪聲間隔與空白檢測(cè)器的輸出信號(hào)的兩個(gè)相鄰峰值之間的間隔相應(yīng)；以及 濾波器選擇器，被配置為基于噪聲間隔來(lái)產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，顯示噪聲分析器包括: 自適應(yīng)濾波器，被配置為對(duì)共用電壓執(zhí)行自適應(yīng)濾波操作； 第二傅里葉變換器，被配置為對(duì)自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào)執(zhí)行點(diǎn)傅里葉變換； 峰值/間隔檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)噪聲間隔，其中，噪聲間隔與第二傅里葉變換器的輸出信號(hào)的兩個(gè)相鄰峰值之間的間隔相應(yīng)；以及 濾波器選擇器，被配置為基于噪聲間隔來(lái)產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，第二濾波路徑還包括抗混疊濾波器，所述抗混疊濾波器被配置為消除傳感通道信號(hào)的混疊噪聲，其中，所述抗混疊濾波器被布置在解復(fù)用器和抽取濾波器之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)， 如果噪聲間隔大于第一濾波器的帶寬，則噪聲濾波器路徑是包括所述第一濾波器的第一噪聲濾波器路徑， 如果噪聲間隔小于第一濾波器的帶寬，并且噪聲間隔的兩倍大于第一濾波器的帶寬，則噪聲濾波器路徑是包括抽取濾波器和第一濾波器的第二噪聲濾波器路徑，并且 如果噪聲間隔的兩倍小于第一濾波器的帶寬，則噪聲濾波器路徑是包括移動(dòng)平均濾波器的第三噪聲濾波器路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中 第一濾波器包括數(shù)字濾波器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，移動(dòng)平均濾波器被配置為使用抽頭來(lái)控制移動(dòng)平均值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，第三噪聲濾波器路徑還包括抗諧波濾波器，其中，所述抗諧波濾波器被布置在解復(fù)用器和移動(dòng)平均濾波器之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，噪聲間隔是在共用電壓的頻域中測(cè)得的。
14.一種控制電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的電容信號(hào)； 將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感通道信號(hào)； 對(duì)共用電壓νωΜ的噪聲譜進(jìn)行·分析以產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)； 使用通過(guò)濾波器選擇信號(hào)選擇的噪聲濾波操作，對(duì)傳感通道信號(hào)執(zhí)行濾波操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，分析噪聲譜的步驟還包括: 計(jì)算共用電壓的噪聲間隔； 比較噪聲間隔和第一濾波器的帶寬；以及 基于比較結(jié)果產(chǎn)生濾波器選擇信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中 如果噪聲間隔大于第一濾波器的帶寬，則濾波器選擇信號(hào)選擇第一濾波器； 如果噪聲間隔小于第一濾波器的帶寬，并且噪聲間隔的兩倍大于第一濾波器的帶寬，則濾波器選擇信號(hào)選擇抽取濾波器，并且 如果噪聲間隔的兩倍小于第一濾波器的帶寬，則濾波器選擇信號(hào)選擇移動(dòng)平均濾波器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，抽取濾波器與第一濾波器耦接，其中，第一濾波器包括數(shù)字濾波器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，移動(dòng)平均濾波器與抗諧波濾波器耦接，其中，抗諧波濾波器被配置為從傳感通道信號(hào)中消除諧波，其中，抗諧波濾波器的輸出被輸入到移動(dòng)平均濾波器，并且其中，移動(dòng)平均濾波器被配置為計(jì)算抗諧波濾波器的輸出的移動(dòng)平均值。
19.一種電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng),包括: 顯示裝置，被配置為使用共用電壓來(lái)操作； 觸摸傳感器面板，被布置在顯示裝置上，并且被配置為產(chǎn)生與觸摸輸入相應(yīng)的傳感輸入信號(hào)；以及 數(shù)字信號(hào)處理器，被配置為對(duì)共用電壓的噪聲特性進(jìn)行分析，并且基于所述噪聲特性對(duì)傳感輸入信號(hào)執(zhí)行噪聲濾波操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中，所述噪聲特性包括共用電壓的兩個(gè)相鄰的噪聲峰值的噪聲間隔，其中，噪聲間隔是在共用電壓的頻域中測(cè)得的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中 如果噪聲間隔大于第一濾波器的帶寬，則數(shù)字信號(hào)處理器被配置為使用包括第一濾波器的第一噪聲濾波器路徑來(lái)執(zhí)行噪聲濾波操作， 如果噪聲間隔小于第一濾波器的帶寬，并且噪聲間隔的兩倍大于第一濾波器的帶寬，則數(shù)字信號(hào)處理器被配置為使用包括抽取濾波器和第一濾波器的第二噪聲濾波器路徑來(lái)執(zhí)行噪聲濾波操作，并且 如果噪聲間隔的兩倍小于第一濾波器的帶寬，則數(shù)字信號(hào)處理器被配置為使用包括移動(dòng)平均濾波器的第三噪聲濾波器路徑來(lái)執(zhí)行噪聲濾波操作。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電容式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其中 第一濾波器包 括數(shù)字濾波器。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK103853404SQ201310641706
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】崔光浩, 金相佑, 李昌柱 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社