CN102591510B - 用于触控面板的控制装置及其信号处理方法 - Google Patents

用于触控面板的控制装置及其信号处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示一种触控面板的控制装置。该触控面板包含多条X方向感测线和多条Y方向感测线。所述X方向感测线和所述Y方向感测线交错设置。该控制装置包含一选择模块、一模拟至数字转换器和一控制单元。该选择模块用以从所述X方向感测线和Y方向感测线中选择欲测量的感测线。该控制单元用以控制该模拟至数字转换器的运作模式。当该模拟至数字转换器运作于一正常模式时，其输出一n位数字信号，而当该模拟至数字转换器运作于一检测模式时，其输出一m位数字信号，其中n＞m。根据本发明的控制装置，可有效过滤受噪声影响的输出数据。

Description

用于触控面板的控制装置及其信号处理方法
技术领域
本发明涉及一种适用于触控面板的控制装置及其信号处理方法。
背景技术
触控面板目前业已广泛应用于家电用品、通讯装置及电子信息装置等领域上。触控面板通常应用于个人数字助理(PDA)、电子产品及游戏机等输入接口。现今触控面板和显示屏的整合趋势可允许使用者以手指或触控笔选取面板上显示的代表图像(icon)，如此可使个人数字助理、电子产品及游戏机执行喜好的功能。此种触控面板也可应用于公共信息查询系统，以使公众能更有效率的操作系统。
图1显示一现有触控输入装置10的方块示意图。该触控输入装置10包含一触控面板12和一控制装置100。该触控面板10包括多条X方向感测线X1-Xm和多条Y方向感测线Y1-Yn。参照图1，该些X方向感测线X1-Xm和Y方向感测线Y1-Yn交错排列，且多个菱形电极11配置于X方向感测线X1-X10和Y方向感测线Y1-Y8之间。当一触控工具，例如手指或触控笔等，接触到该触控面板10时，面板上的菱形电极21与触控工具将形成电容耦合而使触控面板12的电容值产生变化。
该控制装置100包含一选择模块14、一模拟至数字转换器16和一处理单元18。该选择模块24耦接于该触控面板22，以于每次扫描时从该些X方向感测线X1-X8和该些Y方向感测线Y1-Y8中选择欲测量的感测线L1-Ln。该模拟至数字转换器16，用以转换该些欲量测的感测线L1-Ln上的电压为一n位数字信号。该n位数字信号代表该些欲量测的感测线的触控状态。该处理单元18接收该模拟至数字转换器16送出的n位数字信号，并经由一算法计算感测线的触控状态，其包含触控的位置和触控的面积等信息。
然而，现有架构中该处理单元18所接收的信号可能为一实际触控信号或是经噪声干扰的信号。因此，该处理单元18需内建一复杂的滤波电路以滤除噪声信号。为了简化该处理单元18的内部电路并提供有效的数字信号，有必要提出一种适用于触控面板的控制装置及其信号处理方法以有效过滤受噪声影响的输出数据。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于触控面板的控制装置及其信号处理方法以有效过滤受噪声影响的输出数据。
本发明揭示一种控制装置，应用于一触控面板中。该触控面板包含多条第一方向感测线和多条第二方向感测线。所述第一方向感测线和第二方向感测线交错设置。本发明的控制装置包含一选择模块、一模拟至数字转换器和一控制单元。该选择模块用以于每次扫描时从所述第一方向感测线和第二方向感测线中选择欲测量的感测线。该模拟至数字转换器耦接于该选择模块，其用以接收所述欲测量的感测线上的电压，并根据不同的运作模式以转换所述电压为不同位的序列数字信号。当该模拟至数字转换器运作于一正常模式时，其输出一n位数字信号，而当该模拟至数字转换器运作于一检测模式时，其输出一m位数字信号，其中n＞m。该控制单元用以控制该模拟至数字转换器运作于该正常模式或该检测模式。
本发明另揭示一种用于触控面板的信号处理方法。本发明的信号处理方包含以下步骤：从所述第一方向感测线和第二方向感测线中选择欲测量的感测线；设定一门限值和欲比较的位数m；根据欲比较的位数m，转换所述欲测量的感测线上的电压并输出一m位数字信号；检测每次转换后的m位数字信号与一预定m位数字信号的差别，当转换后的m位数字信号与该预定m位数字信号相同时，递增一计数值；以及当该计数值大于或等于该门限值时，转换所述欲测量的感测线上的电压为一n位数字信号，其中n＞m。
根据本发明的控制装置及其信号处理方法，可有效过滤受噪声影响的输出数据。
附图说明
图1显示一现有触控输入装置的方块示意图；
图2显示本发明一实施例的触控输入装置的方块示意图；
图3显示本发明一实施例的该控制单元的细部电路示意图；
图4显示本发明一实施例的触控输入装置的方块示意图；及
图5说明本发明一实施例的触控输入装置的运作方式。
主要元件符号说明
10            触控输入装置
100           控制装置
11            电极
12            触控面板
14            选择模块
16            模拟至数字转换器
18            处理单元
20，20′      触控输入装置
200           控制装置
21            电极
22            触控面板
24            选择模块
26            模拟至数字转换器
28            控制单元
281，282      缓存器
284           检测单元
286           计数器
288           比较单元
30            处理单元
具体实施方式
图2显示本发明一实施例的触控输入装置20的方块示意图。该触控输入装置20包含一触控面板22和一控制装置200，其中该控制装置200用以提供驱动信号至该触控面板22并检测其触控状态。该触控面板22包括多条X方向感测线X1-X8和多条Y方向感测线Y1-Y8。参照图2，该些X方向感测线X1-X8和该些Y方向感测线Y1-Y8交错排列，且多个菱形电极21配置于X方向感测线X1-X10和Y方向感测线Y1-Y8之间。每一X方向感测线X1-X8上的电极电性导通，且每一Y方向感测线Y1-Y8上的电极也是电性导通。当一触控工具，例如手指或触控笔等，接触到该触控面板22时，面板上的菱形状电极21与触控工具将形成电容耦合而使触控面板22的电容值产生变化。
参照图2，该控制装置200包含一选择模块24、一模拟至数字转换器26、一控制单元28和一处理单元30。该选择模块24耦接于该触控面板22。在进行触控面板22的触控检测时，驱动信号会施加于该些X方向感测线X1-X8和该些Y方向感测线Y1-Y8上，而该选择模块24在每次扫描时会从该些X方向感测线X1-X8和该些Y方向感测线Y1-Y8中选择欲量测的感测线L1-Ln，藉以检测该些感测线上电容的变化量。
参照图2，该模拟至数字转换器26耦接于该选择模块24。该模拟至数字转换器26接收该些欲测量的感测线L1-Ln上的电压，并根据不同的运作模式以转换该些电压为不同位的序列数字信号。在本发明一实施例中，该模拟至数字转换器26可以包含一连续渐近缓存器(Successive Approximation Register，SAR)(未绘出)，其根据一二元搜索算法以逐位控制该数字至模拟转换器26的输出。该模拟至数字转换器26可运作于一正常模式或一检测模式。当该模拟至数字转换器26运作于该正常模式时，其输出一n位数字信号至该处理单元30，而当该模拟至数字转换器运作于该检测模式时，其输出一m位数字信号至该控制单元28。该m位数字信号的位数小于该n位数字信号的位数。
该模拟至数字转换器26的运作模式由该控制单元28所决定。图3显示本发明一实施例的该控制单元28的细部电路示意图。参照图3，该控制单元28包含缓存器281及282、一检测单元284、一计数器286和一比较单元288。该缓存器281用以记录一预定m位数字信号，而该缓存器282用以记录一门限值TH。该检测单元284用以检测运作于该检测模式的该模拟至数字转换器26每次转换后的m位数字信号与该预定m位数字信号，藉以产生一比较信号cmp。该计数器286耦接于该检测单元284，其用以根据该比较信号cmp而递增一计数值CNT。该比较单元288耦接于该计数器286，其用以比较该计数值CNT与该门限值TH。当该计数值大于或等于该门限值TH时，该比较单元286发出一控制信号CTL以切换该模拟至数字转换器26由该检测模式进入该正常模式。
现以图4和图5说明本发明一实施例的触控输入装置20的运作方式。参照图4，在第一次扫描时，假设该选择模块24从X方向感测线X1-X8中选择感测线X3和X4为欲测量的感测线，则该模拟至数字转换器26会根据感测线X3和X4上的电压产生一8位数字信号D0-D7，其中D0为最小位(LSB)信号，而D7为最大位(MSB)信号。然而，该8位数字信号可能为该些感测线X3和X4的实际触控结果或为一噪声干扰结果。为了避免该处理单元30对噪声所造成的电容值变化进行不必要的运算，该模拟至数字转换器26首先进入一检测模式以输出一2位数字信号D7，1和D6，1。需注意的是，在本实施例中该模拟至数字转换器26是输出2位数字信号D7，1和D6，1。然而，本发明不应以此为限，该模拟至数字转换器26运作于该检测模式时，其输出的位数可任意设定，且不限于输出高位数字信号。
在本实施例中，该2位数字信号D7，1和D6，1将记录于该缓存器281中。接着，该模拟至数字转换器26继续转换感测线X3和X4上的电压为一2位数字信号D7，2和D6，2。由于噪声注入的结果，该数字信号D7，2和D6，2其值不同于该数字信号D7，1和D6，1。因此，该检测单元282在比对两数字信号后，产生一低逻辑位准的比较信号cmp。根据该低逻辑位准的比较信号cmp，该计数器286不动作。
接着，该模拟至数字转换器26继续转换感测线X3和X4上的电压为一2位数字信号D7，3和D6，3。该数字信号D7，3和D6，3其值相同于该数字信号D7，1和D6，1。因此，该检测单元282在比对两数字信号后，产生一高逻辑位准的比较信号cmp。根据该高逻辑位准的比较信号cmp，该计数器286递增一计数值。
依类似步骤，该模拟至数字转换器26持续转换感测线X3和X4上的电压，且该检测单元282在比对转换后的数字信号与信号D7，1和D6，1后，更新该比较信号cmp的逻辑位准。该比较单元288根据比较信号cmp的逻辑位准决定是否递增计数值CNT。当该计数值CNT大于或等于该缓存器282所记录的门限值“3”时，该比较单元286发出一控制信号CTL以切换该模拟至数字转换器26由该检测模式进入该正常模式。因此，该模拟至数字转换器26将继续转换感测线X3和X4上的电压为一数字信号。完整的8位数字信号D7-D0将输出至该处理单元30，以进行后续处理。本发明的控制装置200由于可适应性地调整该模拟至数字转换器26的输出位数和比较的门限值，因此能有效地滤除噪声以确保处理单元所接收的信号为实际触控的信号。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种控制装置，应用于一触控面板中，该触控面板包含多条第一方向感测线和多条第二方向感测线，所述第一方向感测线和第二方向感测线交错设置，其特征在于，该控制装置包含：
一选择模块，用以于每次扫描时从所述第一方向感测线和第二方向感测线中选择欲测量的感测线；
一模拟至数字转换器，耦接于该选择模块，用以接收所述欲测量的感测线上的电压，并根据不同的运作模式以转换所述电压为不同位的序列数字信号，其中当该模拟至数字转换器运作于一正常模式时，其输出一n位数字信号，而当该模拟至数字转换器运作于一检测模式时，其输出一m位数字信号，其中n>m；以及
一控制单元，用以接收所述m位数字信号并且切换所述模拟至数字转换器由所述检测模式进入所述正常模式，该控制单元包含：
一第一缓存器，用以记录一预定m位数字信号；
一第二缓存器，用以记录一门限值；
一检测单元，用以检测经该模拟至数字转换器转换后的m位数字信号与该预定m位数字信号以产生一比较信号；
一计数器，用以根据该比较信号，递增一计数值；以及
一比较单元，用以比较该计数值与该门限值，当该计数值大于或等于该门限值时，控制该模拟至数字转换器运作于该正常模式。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包含一处理单元，用以接收该模拟至数字转换器所输出的该n位数字信号。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该m位数字信号为该n位数字信号的高位信号。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该预定m位数字信号为该模拟至数字转换器运作于该检测模式时第一次转换的m位数字信号。
5.一种用于触控面板的信号处理方法，该触控面板包含多条第一方向感测线和多条第二方向感测线，所述第一方向感测线和第二方向感测线交错设置，其特征在于，该方法包含以下步骤：
从所述第一方向感测线和第二方向感测线中选择欲测量的感测线；
设定一门限值和欲比较的位数m；
根据欲比较的位数m，转换所述欲测量的感测线上的电压并输出一m位数字信号；
检测每次转换后的m位数字信号与一预定m位数字信号的差别，当转换后的m位数字信号与该预定m位数字信号相同时，递增一计数值；以及
当该计数值大于或等于该门限值时，转换所述欲测量的感测线上的电压为一n位数字信号，其中n>m。
6.根据权利要求5所述的信号处理方法，其特征在于，该n位数字信号代表所述欲测量的感测线的触控状态。
7.根据权利要求5所述的信号处理方法，其特征在于，该欲比较的位数m为该n位数字信号的高位。
8.根据权利要求5所述的信号处理方法，其特征在于，该预定m位数字信号为第一次转换时的m位数字信号。
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