CN103376937A

CN103376937A - 用于控制触控面板的噪声处理电路的方法及信号处理装置

Info

Publication number: CN103376937A
Application number: CN2012103781121A
Authority: CN
Inventors: 庄旭铭; 周世宗
Original assignee: Raydium Semiconductor Corp
Current assignee: Raydium Semiconductor Corp
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-10-08
Also published as: US9041673B2; US20130271398A1; TW201344521A; CN103376937B; TWI469007B

Abstract

本发明提供一种用于控制触控面板的噪声处理电路的方法及信号处理装置。所述触控面板在一第一维度上包含有多个第一感应轴，以及在一第二维度上包含有多个第二感应轴。该方法包含有自第一感应轴中选择至少一参考轴；在不驱动第一感应轴与第二感应轴的情形下，检测至少一参考轴以产生一第一感应输出依据第一感应输出来产生一噪声检测结果；以及依据噪声检测结果来控制噪声处理电路。首先，本发明检测触控面板是否被噪声所干扰，接着，根据噪声干扰存在与否，对噪声处理电路进行开启或关闭的控制。如此一来，便可在不必要的情况下关闭噪声处理机制，降低噪声处理机制所带来的运算负担。

Description

用于控制触控面板的噪声处理电路的方法及信号处理装置

技术领域

本发明涉及触控面板，特指一种用于控制触控面板上的噪声处理电路的方法以及相关信号处理装置。

背景技术

在当今的消费性电子产品当中，电容式触控面板由于操作简单容易，经常作为使用者与机器的沟通介面，因其具有支持多点触控（multi touch）、较高的透光率以及省电等特性，所以被广泛地应用在智能型手机、车用导航器、平板电脑、个人数字助理等可携式装置上。

一般来说，电容式触控面板所采用的触碰检测方法大抵如下，请参考图1与以下说明。首先，在触控面板110上逐一驱动沿X轴所设置的感应轴X1~Xn，并自沿Y轴所设置的感应轴上逐一接收对应X轴上每一感应轴的感应信号，接着再逐一驱动Y轴上的每一感应轴Y1~Yn，并在X轴上每一感应轴接收对应Y轴上每一感应轴的感应信号，其中，每个感应轴会依据不同的触碰事件而产生量值不同的感应信号，通过感测电路10中的设定电路112的设定（一般为存有设定值的缓存器），以及多路复用器（也称作“多工器”）114依序将感应轴连接到模拟数字转换器（analog-digital converter，ADC）116，以读出这些感应信号。

基于前述的方式，设定电路112设定驱动电路118来驱动感应轴，中间经过多路复用器114的连接。举例来说，当驱动电路118驱动感应轴 X1时，设定电路112会设定多路复用器114，以接收感应轴Y1上对应感应轴X1的一感应信号，再应用模拟数字转换器116将该感应信号转换成一数字信号并储存之。之后，微控制器120读取该数字信号，以此类推，直到感应轴Y1~Y8上对应感应轴X1的所有感应信号均为微控制器120所读取。随后，微控制器120便根据这些信息来判断是否有触碰事件发生在感应轴X1上。

然而，在微控制器120实际根据感应信号来判断是否有触碰事件发生在感应轴X1上之前，会通过噪声处理机制对感应信号先进行去噪声处理，原因在于，触控面板110上的感应轴可能受到噪声干扰，并且，感测电路10中从感应轴到ADC 116的每一级电路也有可能受到噪声干扰，导致感应信号无法反应出正确的触碰事件。因此，微控制器120利用噪声处理机制在正常触控判定以外的工作周期（cycle）来进行噪声的判断，并适时地进行去噪声运算或噪声钝化处理等。在噪声存在的状况下，这样的去噪声操作，可有效地提升触碰事件的判断正确性，但在噪声不存在的状况下，则为微控制120带来庞大的运算负担，甚至是，由于去噪声的动作占用微控制器120另外的工作周期，所以会导致微控制器120的对触碰事件的回报率（report rare）下降。而且，对不具有噪声的感应数据进行去噪声也会导致感应数据失真。显然，已知触控面板的噪声处理机制仍有诸多亟待改进之处。

发明内容

有鉴于此，本发明之一目的在于提供一种噪声检测方法，并且利用这种噪声检测方法来预先判断是否有噪声存在于触碰面板之中，只有在确定有噪声存在的时候，才会对感应信号进行去噪声处理，进而避免对于未被噪声干扰的感应数据进行去噪声处理。

本发明的一实施例提供一种控制应用于一触控面板的一噪声处理电路的方法，该触控面板在一第一维度上包含有多个第一感应轴，以及在一第二维度上包含有多个第二感应轴。该方法包含有：自这些第一感应轴中选择至少一参考轴；在不驱动这些第一感应轴与这些第二感应轴的情形下，检测该至少一参考轴以产生一第一感应输出；至少依据该第一感应输出来产生一噪声检测结果；以及依据该噪声检测结果来控制该噪声处理电路。

本发明的另一实施例一种用以在一触控面板上的信号处理装置，该触控面板在一第一维度上包含有多个第一感应轴，以及在一第二维度上包含有多个第二感应轴。该信号处理置包含有：一驱动电路、一多路复用电路、一设定电路、一决定电路以及一噪声处理电路。该多路复用电路耦接于这些第一感应轴与这些第二感应轴，用以产生至少一第一感测输出。该设定电路耦接于该驱动电路、该多路复用器，并且用以设定该驱动电路不驱动这些第一感应轴与这些第二感应轴，以及设定该多路复用电路自这些第一感应轴选择至少一参考轴，其中该多路复用电路依据该至少一参考轴的感应结果来产生该第一感测输出。该决定电路耦接于该多路复用电路，至少依据该第一感应输出来产生一噪声检测结果。该噪声处理电路耦接于该决定电路，并依据该噪声检测结果来运作。

附图说明

图1为已知的触控面板以及相关的触碰感测电路的电路图。

图2为本发明信号处理装置的一实施例的电路图。

图3为本发明方法的第一实施例的示意图。

图4为本发明方法的第二实施例的示意图。

图5为本发明方法的第三实施例的示意图。

图6为本发明方法的第四实施例的示意图。

图7为本发明方法的第五实施例的示意图。

图8为本发明方法的第六实施例的示意图。

【主要元件符号说明】

10 感测电路

20 信号处理装置

110 触控面板

112、212 设定电路

114、214 多路复用器

116、216 模拟至数字转换器

118、218 驱动电路

120、300 微控制器

312 决定电路

314 噪声处理电路

具体实施方式

本发明的概念为读取感应轴不被驱动时所产生的感应信号。进一步来说，在对触控面板进行触碰检测时，感测电路会先将某一个维度上的一感应轴驱动，接着再检测另一个维度上的所有感应轴的感应信号。因此，若是感应轴未被驱动时，且未有触控发生在触控面板上，则由感应轴所读出的感应信号的量值理应为零。但若此时所读出的感应信号仍具有特定的量值，或者是不同感应轴的感应信号之间的量值差异甚为明显时，则可认定此一现象为噪声所导致，进而判定噪声存在。一旦判定噪声存在后，便可启动噪声处理机制来处理感应信号中的噪声，然而，若是判定噪声不存在，则可关闭噪声处理机制，避免感应信号因此失真。

请参考图2，其为本发明的信号处理装置20的一实施例的电路图。本发明的信号处理装置20可对自触控面板110所读出的感应信号进行去噪声处理。在运作上，信号处理装置20会先判断噪声存在与否，决定是否启动内部的噪声处理机制。当噪声处理机制启动后，往后所有自触控面板110的读出感应信号会先经过信号处理装置20进行去噪声处理，再被用来进行触碰事件的判断，而当噪声处理机制关闭后，自触控面板110的读出感应信号可直接被用来进行触碰事件的判断。

噪声的判断由读取触控面板110上的感应轴X1~Xn与Y1~Yn中特定感应轴上的感应信号来进行。在本发明的不同实施例中，可通过判断一个或多个感应轴所对应的感应信号的量值大小来判断噪声，也可通过判断一个或多个感应轴所对应的感应信号之间的差值大小来决定。首先，设定电路212将选出用来判断的感应轴，于之后的说明可知，感应轴的选择并不会影响判断的正确性。接着，设定电路212设定多路复用器214，使得被选出的感应轴的输出连接至ADC 216的输入端。若是利用感应轴的量值大小来判断，则ADC 216属于单端输入型式的模拟至数字转换器，ADC216将结果输出至决定电路312，决定电路312会将这个结果与一临界值来比较，若是大于该临界值，则判断噪声存在，启动噪声处理电路314对往后所读出的感应信号进行去噪声处理。再者，若是利用感应信号之间的差值大小来判断，则ADC 216属于差动输入型式的模拟至数字转换器，ADC 216将结果输出至决定电路312，决定电路312会将这个结果是否接近零，若是明显大于零，则判断噪声存在，启动噪声处理电路314对感应信号进行去噪声处理。另外，在噪声判断的过程中，设定电路212可能会设定多路复用器214与驱动电路218，使得所有的感应轴均不驱动。以下将进一步说明感应轴的选择方式。

请参考图3，其为本发明的第一实施例的示意图，此实施例属于利用量值大小来判断的范例，并且在同一维度上的感应轴中选择任意两个感应轴作为参考轴，根据这两个感应轴所产生的感应信号的量值大小来判断噪声。应当注意的是，虽然本实施例中选择感应轴X3与X4作为参考轴，但此仅为范例说明用，于本发明其他实施例中，可能选择感应轴X3与X4以外的其他任意两个感应轴（同为X轴上的感应轴或同为Y轴上的感应轴）作为参考轴。本实施例的运作细节如下：首先，设定电路212自X轴上的感应轴中选择出X3与X4作为参考轴。接着，多路复用器214将感应轴X3与X4的输出同时连接至ADC 216的单端输入端（也就是将两个感应轴的输出短路），接着，ADC 216会产生出对应的数字信息，若对应的值小于一临界值，则代表此时噪声干扰不存在或是噪声干扰不明显。然而，若是ADC 216产生数值大于该临界值，则决定电路312会判定噪声干扰存在。

请参考图4，其为本发明的第二实施例的示意图，此实施例属于利用差值大小来判断的范例，其在不同维度上的感应轴中选择任意两个感应轴来分别作为参考轴与检测轴，并根据这两个感应轴所产生的感应信号之间的差值大小来判断噪声。应当注意的是，虽然本实施例中选择感应轴X3与Y3作为参考轴与检测轴，但此仅为范例说明，于本发明其他实施例中，可选择感应轴X3与Y3以外的其他任意两个感应轴（分别为X轴上的感应轴以及Y轴上的感应轴）作为参考轴与检测轴。本实施例的运作细节如下：首先，设定电路212自X轴上的感应轴中选择出感应轴X3，以及自Y轴上的感应轴中选择出感应轴Y3，作为参考轴与检测轴（也可将感应轴X3设定为检测轴，以及将感应轴Y3设定为参考轴）。接着，通过设定电路212的设定，多路复用器214将感应轴X3与Y3的输出分别连接至ADC 216的差动输入端。最后，ADC 216会产生出对应的数字信息，若对应的数值等于零或接近于零，则代表此时噪声干扰不存在或是噪声干扰不明显。然而，若是ADC 216产生的数值不为零且明显大于零，则决定电路312会判定噪声干扰存在。

请参考图5，其为本发明的第三实施例的示意图，此实施例属于利用量值大小来判断的范例，其在不同维度上的感应轴中分别选择任意两个感应轴来分别作为参考轴，根据此两个感应轴所产生的感应信号的量值大小来判断噪声。应当注意的是，虽然本实施例中虽选择感应轴X3与Y3作为参考轴，但此仅为范例说明，于本发明其他实施例中，可选择感应轴X3与Y3以外的其他任意两个感应轴（分别为X轴上的感应轴以及Y轴上的感应轴）作为参考轴。本实施例的运作细节如下：首先，设定电路212自X轴上的感应轴中选择出感应轴X3，以及自Y轴上的感应轴中选择出感应轴Y3以作为参考轴。接着，受到设定电路212的控制，多路复用器214将感应轴X3与Y3的输出一同连接至ADC 216的单端输入端。最后，ADC 216会产生出对应的数字信息，若对应的数值小于一临界值，则代表此时噪声干扰不存在或是噪声干扰不明显。然而，若是ADC 216产生的数值大于该临界值，则则决定电路312会判定噪声干扰存在。

请参考图6，其为本发明的第四实施例的示意图，此实施例属于利用差值大小来判断的范例，其在不同维度上的感应轴中分别选择任意两个感应轴来分别作为参考轴与检测轴，并根据这两个感应轴所产生的感应信号之间的差值大小来判断噪声。应当注意的是，虽然本实施例中虽选择感应轴X3与X4作为参考轴与检测轴，但此仅为范例说明，于本发明其他实施例中，可选择感应轴X3与X4以外的其他任意两个感应轴（同为X轴上的感应轴或者同为Y轴上的感应轴）作为参考轴与检测轴。本实施例的运作细节如下：首先，设定电路212自X轴上的感应轴中选择出感应轴X3，以作为参考轴，并且选择出感应轴X4，以作为检测轴。接着，受到设定电路212的控制，多路复用器214将感应轴X3与X4的输出分别连接至ADC 216的差动输入端。最后，ADC 216会产生出对应的数字信息，若对应的数值等于零或接近于零，则代表此时噪声干扰不存在或是噪声干扰不明显。然而，若是ADC 216产生的数值不为零且明显大于零，则决定电路312会判定噪声干扰存在。

请参考图7，其为本发明的第五实施例的示意图，此实施例属于利用量值大小来判断的范例，其在不同维度上的感应轴中分别选择多个感应轴作为参考轴，并根据这些感应轴所产生的感应信号的量值大小来判断噪声。应当注意的是，本实施例中虽选择感应轴X3~X4与Y3~Y4作为参考轴，但此仅为范例说明，于本发明其他实施例中，可选择这些感应轴以外的多个感应轴作为参考轴。本实施例的运作细节如下；首先，设定电路212自X轴上的感应轴中选择出感应轴X3~X4，以及自Y轴上的感应轴中选择出感应轴Y3~Y4以作为参考轴。接着，受到设定电路212的控制，多路复用器214将感应轴X3~X4与Y3~Y4的输出一同连接至ADC 216的单端输入端。最后，ADC 216产生出对应的数字信息，若对应的数值小于一临界值，则代表此时噪声干扰不存在或是噪声干扰不明显。然而，若是数值大于该临界值，则决定电路312会判定噪声干扰存在。

请参考图8，其为系为本发明的第六实施例的示意图，此实施例属于利用量值大小来判断的范例，并且在不同维度上的感应轴中分别选择多个感应轴作为参考轴与检测轴，根据这些感应轴所产生的感应信号之间的差值大小来判断噪声。应当注意的是，虽然本实施例中选择感应轴X4、X6、Y4、Y6与X3、X5、Y3、Y5分别作为参考轴与检测轴，但此仅为范例说明，于本发明其他实施例中，可选择这些感应轴以外的多个感应轴作为参考轴与检测轴。本实施例的运作细节如下：首先，设定电路114自X轴上的感应轴中选择出感应轴X4、X6，以及自Y轴上的感应轴中选择出感应轴Y4、Y6，作为参考轴。另外，设定电路114自X轴上的感应轴中选择出感应轴X3、X5，以及自Y轴上的感应轴中选择出感应轴Y3、Y5，作为检测轴。接着，受到设定电路212的控制，多路复用器214将感应轴X4、X6、Y4与Y6短路，使该些感应轴具有一共同输出，并且另将X3、 X5、Y3与Y5的输出短路，形成另一共同输出，最后，将两个不同来源的共同输出分别连接至ADC 216的差动输入端。据此，ADC 216产生出对应的数字信息，若对应的数值小等于零或者接近于零，则代表此时噪声不存在或是噪声不明显。然而，数值不等于零且明显大于零，则决定电路312会判定噪声干扰存在。

请注意，由以上的实施例可知，作为噪声判断所用的感应轴并无数量上的限制也无维度上的限制。举例来说，图3与图5所示的实施例中采用了两个感应轴，并将这些感应轴短路，并且以单端输入型式的ADC 216来进行噪声检测，此外，图3从同一维度的感应轴来选择参考轴，而图5则是从不同维度的感应轴来选择参考轴。图4与图6所示的实施例中虽然也采用了两个感应轴，但却是将感应轴上的信号通过差动输入形式的ADC216的方式来取得差值，进行噪声检测。在图7与图8的实施例，采用了多个感应轴，来进行噪声判断。也就是说，随着设计上的不同考虑，不论是参考轴或者是检测轴皆可以任意数目或任意维度的感应轴来实现。

一旦决定电路312根据ADC 216所产生的数值判定噪声干扰存在时，会发送命令或信号给噪声处理电路314，通知噪声处理电路314启动噪声处理机制，完成噪声判断与噪声处理机制的控制。接着，设定电路212会依照正常的触碰感应程序，控制驱动电路218逐一驱动每一感应轴，并且经过多路复用器216读取感应轴上所产生的信号，并且由相关的触控触碰感测电路来判定触碰事件。若是噪声处理机制被开启，则自感应轴上的所读出的感应信号会先通过噪声处理电路314进行去噪声的处理，举例来说，噪声处理电路314可能对感应信号进行低通滤波处理，将噪声过滤。另一方面，若是决定电路312认定噪声干扰不存在时，则噪声处理电路314不会被开启，此时所读取出的感应信号会直接被用来做触碰判断。

另外，在本实施例中，噪声处理电路314与决定电路312经由微控器300执行特定的软件或者是韧体来实现，因此，这样的信号处理装置20可毫无困难地用来进行触碰判断（微控制器300依据所有读出的感应信号来进行）。然而，在本发明其他实施例中，噪声处理电路314与决定电路312也可为实际的硬件电路，此时，触碰判断可能须于信号处理装置20中增添额外的电路才能进行。换句话说，本发明的信号处理装置可用已知的触碰感测电路来实现，只需要对设定电路212进行适当设定，便可在触碰感测电路进行正常触碰检测以外的额外工作周期，进行噪声判断以及噪声处理机制的控制，并且视需要来决定实行的频率。此外，尽管于前文中提及，决定电路312会根据ADC 216所产生的数字信息来判断噪声的存在。但在本发明其他实施例中，ADC 216也可被省去。举例来说，多路复用器214的输出可直接提供给决定电路312。决定电路312可利用比较器来比较出感应信号的量值大小是否超过一临界值，或者直接比较两个感应信号的大小，判断两者之间是否存在差值。这些对比较器来说，都是可轻易完成的。由上可知，本发明的信号处理装置20并不仅局限于图2所示的架构，可因应实际需求而修改或变化。

综上所述，本发明解决了现有技术中噪声处理电路的缺点，也就是仅在必要的时候启动噪声处理机制，如此一来感应信号的正确性更为精确。另外，本发明的电路可完全利用传统触碰感测电路中的组件来实施，因此并不会增添额外的硬件成本。而且，由于噪声处理机制只有在必要的时候才会被启动，还可以大幅的降低触碰感测电路中的微处理器的运算负担。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种用于控制触控面板的噪声处理电路的方法，所述触控面板在一第一维度上包含有多个第一感应轴，以及在一第二维度上包含有多个第二感应轴，所述方法包含有：

自所述第一感应轴中选择至少一参考轴；

在不驱动所述第一感应轴与所述第二感应轴的情形下，检测所述至少一参考轴以产生一第一感应输出；

至少依据所述第一感应输出来产生一噪声检测结果；以及

依据所述噪声检测结果来控制所述噪声处理电路。

2.根据权利要求1所述的用于控制触控面板的噪声处理电路的方法，其中，依据所述噪声检测结果来控制所述噪声处理电路的步骤包含有：

当所述噪声检测结果指出所述触控面板受到噪声干扰时，启动所述噪声处理电路来处理噪声。

3.根据权利要求1所述的用于控制触控面板的噪声处理电路的方法，其中：

自所述第一感应轴中选择所述至少一参考轴的步骤包含有：

自所述第一感应轴中选择多个参考轴；以及

检测所述至少一参考轴以产生所述第一感应输出的步骤包含有：

检测所述多个参考轴以产生所述第一感应输出。

4.根据权利要求1所述的用于控制触控面板的噪声处理电路的方法，还包含有：

自所述第一感应轴中选择至少一检测轴；以及

检测所述至少一检测轴以产生一第二感应输出；以及

至少依据所述第一感应输出来产生所述噪声检测结果的步骤包含有：

依据所述第一感应输出与所述第二感应输出，来产生所述噪声检测结果。

5.根据权利要求1所述的用于控制触控面板的噪声处理电路的方法，其中，检测所述至少一参考轴以产生所述第一感应输出的步骤还包含有：

自所述第二感应轴中选择至少一检测轴；以及

检测所述至少一检测轴以产生一第二感应输出；以及

6.根据权利要求1所述的用于控制触控面板的噪声处理电路的方法，另包含有：

自所述第二感应轴中选择至少一感应轴；以及

产生所述第一感应输出的步骤包含有：

检测自所述第一感应轴中选择出的所述至少一参考轴与自所述第二感应轴中选择出的所述至少一感应轴来产生一第一感应输出。

7.一种信号处理装置，应用于一触控面板上，所述触控面板在一第一维度上包含有多个第一感应轴，以及在一第二维度上包含有多个第二感应轴，所述信号处理置包含有：

一驱动电路；

一多路复用电路，耦接于所述第一感应轴与所述第二感应轴，用以产生至少一第一感应输出；

一设定电路，耦接于所述驱动电路、所述多路复用电路，用以设定所述驱动电路不驱动所述第一感应轴与所述第二感应轴，并且设定所述多路复用电路自所述第一感应轴中选择至少一参考轴，其中所述多路复用电路依据所述至少一参考轴的感应结果来产生所述第一感应输出；

一决定电路，耦接于所述多路复用电路，所述决定电路依据所述第一感应输出来产生一噪声检测结果；以及

一噪声处理电路，耦接于所述决定电路，并依据所述噪声检测结果来运作。

8.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中，当所述噪声检测结果指出所述触控面板受到噪声干扰时，所述噪声处理电路被启动来处理噪声。

9.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中，所述设定电路设定所述多路复用电路自所述第一感应轴中选择出多个参考轴以及依据所述多个参考轴的感应结果以产生所述第一感应输出。

10.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中：

所述设定电路设定所述多路复用电路另自所述第一感应轴中选择至少一检测轴，其中所述多路复用电路依据所述至少一检测轴的感应结果以产生一第二感应输出；以及

所述决定电路依据所述第一感应输出与所述第二感应输出来产生所述噪声检测结果。

11.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中：

所述设定电路设定所述多路复用电路另自所述第二感应轴中选择所述至少一检测轴，其中所述多路复用电路依据所述至少一检测轴的感应结果来产生一第二感应输出；以及

12.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中：

所述设定电路设定所述多路复用电路另自所述第二感应轴中选择所述至少一感应轴，其中所述多路复用电路依据自所述第一感应轴中选择出的所述至少一参考轴与自所述第二感应轴中选择出的所述至少一感应轴来产生一第一感应输出；以及

所述决定电路依据所述第一感应输出来产生所述噪声检测结果。