CN104156096A - 触摸屏控制系统及其信号处理电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸屏控制系统的信号处理电路，包括有一侦测单元以及一耦接至该侦测单元的运算单元，其中侦测单元根据一阈值判断所接收的一第一信号为一触摸信号或一噪声信号进而作为一输出信号加以输出，运算单元则对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号至该侦测单元；其中，该侦测单元判断出该第一信号为该触摸信号，即输出该触摸信号为该输出信号，该侦测单元判断出该第一信号为噪声信号，即输出该第二信号为该输出信号。本发明还提供了一种触摸屏控制系统及其信号处理方法，可提高信噪比以增加触摸点的侦测精确度。

Description

触摸屏控制系统及其信号处理电路及方法

技术领域

本发明涉及触摸技术领域，尤其涉及一种触摸屏控制系统和其信号处理电路及方法。

背景技术

在现今各式消费性电子产品的市场中，个人数字助理（PDA）、移动电话（mobile phone）、笔记本计算机（notebook）、平板计算机（tablet）等可移动式电子产品都以轻、薄、功能强悍为设计取向，因此可移动式电子产品已广泛地使用触摸屏（touch panel）作为其数据沟通的界面工具。触摸屏是一种人性化输入装置，其除了符合可作多层次选单设计的要求外，也能同时拥有键盘、鼠标等功能及手写输入等人性化的操作方式，尤其将输入与输出整合在同一接口（如屏幕）的特质，更是其它传统的输入装置所不及之处。

在一般触摸屏控制系统中，判断触摸屏上某点是否发生触摸的方式为，当有触摸时，会使电压或电流信号发生改变，通过侦测此类信号的改变幅度来判定触摸屏上该点为触摸或是未触摸。但若噪声太大，会使得有触摸的信号位准与未触摸的信号位准太接近，而使得信噪比（Signal-to-noise ratio，SNR）过低，进而影响系统对于触摸点的侦测精确度。

发明内容

有鉴于此，为了提高触摸屏的信噪比以增加触摸点的侦测精确度，本发明提供一种触摸屏控制系统和其信号处理电路及方法，通过拉大触摸点与未触摸点之间的信号位准差距，提高触摸屏的信噪比以增进触摸点的侦测精确度。

本发明公开一种触摸屏控制系统的信号处理电路，包括有一侦测单元，根据一阈值判断所接收的一第一信号为一触摸信号或一噪声信号进而作为一输出信号加以输出；以及一运算单元，耦接至该侦测单元，接收该侦测单元所输出的该噪声信号，对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号至该侦测单元；其中，该侦测单元判断出该第一信号为该触摸信号，即输出该触摸信号为该输出信号；该侦测单元判断出该第一信号为噪声信号，即输出该第二信号为该输出信号。

本发明还公开一种用于一触摸屏控制系统中的信号处理方法，包括有根据一阈值判断一第一信号为一触摸信号或一噪声信号；当判断该第一信号为该触摸信号时，即输出该触摸信号作为一输出信号；以及当判断该第一信号为噪声信号时，对该噪声信号进行移动平均运算以产生一第二信号，并输出该第二信号作为该输出信号。

本发明还公开一种触摸屏控制系统，包括有一触摸屏装置，具有多个侦测点，用来产生一信号；一模拟电路，耦接至该触摸屏装置，用来根据对应于该触摸屏装置上每一侦测点所产生的信号进行模拟信号处理，以产生一模拟输出信号；一模拟数字转换单元，耦接至该模拟电路，用来将该模拟输出信号转换为一第一信号，并输出该第一信号；一信号处理电路，耦接至该模拟数字转换单元；以及一数字电路，耦接至该信号处理电路，用来接收该信号处理电路输出的信号，并对该信号处理电路输出的信号进行数字信号处理。该信号处理电路包括有一侦测单元，根据一阈值判断所接收的该第一信号为一触摸信号或一噪声信号进而作为一输出信号加以输出；以及一运算单元，耦接至该侦测单元，接收该侦测单元所输出的该噪声信号，对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号至该侦测单元；其中，该侦测单元判断出该第一信号为该触摸信号，即输出该第一信号为该输出信号；该侦测单元判断该第一信号为噪声信号，即输出该第二信号为该输出信号。

本发明提供的触摸屏控制系统和其信号处理电路及方法，通过阈值判断一第一信号为触摸信号还是噪声信号，对触摸信号直接输出，对噪声信号进行平滑处理后再输出，以拉大触摸点与未触摸点之间的信号位准差距，借此提高信噪比以增进触摸点的侦测精确度。

附图说明

图1为本发明实施例一触摸屏控制系统的示意图。

图2A为一第一信号受噪声干扰产生高低起伏波动的示意图。

图2B为本发明实施例信号处理电路将图2A所示第一信号进行平滑处理所产生的输出信号的示意图。

图3A为本发明实施例另一第一信号的示意图。

图3B、3C及3D分别为图3A的第一信号中所有信号都进行4笔、8笔及16笔平滑处理所产生的信号示意图。

图3E为本发明实施例将图3A所示第一信号进行平滑处理的信号处理电路的另一输出信号的示意图。

图4为本发明实施例另一触摸屏控制系统的示意图。

图5为信号处理电路的一实施例的示意图。

图6为本发明实施例另一触摸信号在模拟数字转换器的输入端、模拟数字转换器的输出端及信号处理电路的输出端的波形示意图。

图7为本发明实施例一信号处理流程的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10                    触摸屏控制系统

102                   触摸屏装置

104                   模拟电路

106                   模拟数字转换器

108                   数字电路

20                    触摸屏控制系统

200                    信号处理电路

202                    侦测单元

204                    运算单元

206                    阈值调整单元

ST1、ST3、ST5          第一信号

ST2、ST4               第二信号

OUT1、OUT2             输出信号

A1～A3                 离散值

502                    侦测电路

504                    多工器

510                    缓存单元

512                    减法单元

514                    加法单元

516                    除法单元

REG_1～REG_X、REG_IN、 寄存器

REG_OUT

70                     流程

700～708               步骤

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例一触摸屏控制系统20的示意图。如图1所示，触摸屏控制系统20大致包括一触摸屏装置102、一模拟电路104、一模拟数字转换器（analog-to-digital converter）106、一信号处理电路200及一数字电路108。模拟电路104耦接至触摸屏装置102，模拟数字转换器106耦接至模拟电路104，信号处理电路200耦接至模拟数字转换器106及数字电路之间108。

触摸屏装置102用来进行触摸感应，一种常见的触摸感应方式是通过驱动电极（driving line）打入驱动信号，再由感应电极（sensing line）接收信号，借此对触摸屏装置102上每一侦测点进行扫描。扫描而得的信号再传送至模拟电路104进行放大及滤波等模拟信号处理。接着，模拟电路104处理完毕的信号被传送至模拟数字转换器106，模拟数字转换器106将模拟信号转换为数字信号，该数字信号可定义为一第一信号ST1。信号处理电路200对第一信号ST1进行处理进而输出一输出信号OUT1。最后，数字电路108接收信号处理电路200的输出信号OUT1，并对输出信号OUT1作进一步的处理与分析，例如判断触摸点的位置及解析如滑动、多点触摸、双指缩放等信息，以完成整个触摸屏控制系统的信号处理。

信号处理电路200包括有一侦测单元202及一运算单元204。侦测单元202用来侦测模拟数字转换器106输出的第一信号ST1，并根据一阈值TH判断所接收到的第一信号ST1为触摸信号还是噪声信号进而加以输出为输出信号OUT1。运算单元204耦接至侦测单元202，接收侦测单元202所输出的噪声信号，并对噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号ST2至侦测单元202。该平滑处理包括算术移动平均运算或加权移动平均运算，即对最近一特定期间内的实际信号值计算平均数或对该些实际信号值加权后计算平均数以产生一输出信号值，但不限于此。

当侦测单元202判断出第一信号ST1为触摸信号，即输出该第一信号ST1作为信号处理电路200的输出信号OUT1，当侦测单元202判断出第一信号ST1为噪声信号，即输出该第二信号ST2作为信号处理电路200的输出信号OUT1。当第一信号ST1位于一触摸范围内则可判断该第一信号ST1为触摸信号，当第一信号ST1不位于该触摸范围内则可判断该第一信号ST1为噪声信号。触摸范围可参考模拟数字转换器106的输出值（即第一信号ST1的数值）而设定。一般来说，模拟数字转换器106会依据其输出位数的不同而有不同的离散值。举例来说，对一个10位的模拟数字转换器而言，每一笔输出有2¹⁰=1024种可能的离散值。可在0～1023的离散值中，定义部分离散值位于触摸范围内，其它离散值则不位于触摸范围内。例如当阈值TH为600时，可定义大于600的离散值位于触摸范围内，而小于600的离散值则不位于触摸范围内；或者可定义小于600的离散值位于触摸范围内，而大于600的离散值则不位于触摸范围内。详细来说，若一特定侦测点在一特定时间感应到的信号被判断为位于触摸范围内时，表示该特定侦测点所在位置在该特定时间有接收到触摸；反之，若一特定侦测点在一特定时间感应到的信号被判断为不位于触摸范围内时，表示该特定侦测点所在位置在该特定时间未接收到触摸。由于第一信号ST1受到不同程度的噪声干扰而产生高低起伏的波动，通过平滑处理以后，可降低噪声信号波动的幅度，进而提高信噪比以增进触摸点的侦测精确度。

请参考图2A，纵轴表示模拟数字转换器106所输出的离散值，具体的纵轴是电压信号经过模拟数字转换器106处理以后得到的对应的数字值，横轴则表示触摸屏装置102的不同侦测点位置，其与扫描侦测时间是对应的，因此横轴也可以表示时间，其每一单位可视为第一信号ST1中的每一笔信号。上述第一信号ST1受噪声干扰产生高低起伏的波动可参考图2A。实际运作时，触摸屏装置102中的感应电极以扫描方式依序取得每一侦测点位置的感应信号，其可通过一列一列扫描的方式（举例来说，由触摸屏装置102的第一列扫到触摸屏装置102的最后一列），或通过任何可能的顺序来扫描，因此，不同侦测点位置感应到的信号，可依序传送至信号处理电路200中进行后续处理，当所有侦测点都扫描完一次以后，再由第一个侦测点重新开始扫描。不同侦测点在不同时间感应到的信号可能包括不同程度的噪声，这些不同程度的噪声使得第一信号ST1呈现高低起伏的状态，如图2A所示。值得注意的是，图2A中所绘示的第一信号ST1为模拟数字转换器106的输出信号，在其它实施例中，第一信号ST1可为触摸屏控制系统20中任何受到噪声干扰的信号，因此信号处理电路200可配置在触摸屏控制系统20的信号传输路径中任何可能受到噪声干扰的位置。

同时参考图1及图2A，如前述可得知，阈值TH可用来根据第一信号ST1判断有无触摸的依据。在图2A中，当第一信号ST1的离散值低于阈值TH时，侦测单元202判断触摸屏装置102中特定侦测点有接收到触摸，此时第一信号ST1为触摸信号；当第一信号ST1的离散值高于阈值TH时，侦测单元202判断触摸屏装置102中对特定侦测点未接收到触摸，此时第一信号ST1为噪声信号。在其它实施例中，也可将判断依据设计为当第一信号ST1的离散值高于阈值TH时，侦测单元202判断触摸屏装置102中特定侦测点有接收到触摸；当第一信号ST1的离散值低于阈值TH时，侦测单元202判断触摸屏装置102中特定侦测点未接收到触摸，而所接收到的第一信号为噪声信号，但设计方式不限于此。

请再参考图2A，第一信号ST1在第113～142单位之间明显具有较低离散值，详细来说，在第113～142单位之间的最大离散值为A1（约350），而在其它单位（112以下及143以上）的最小离散值为A2（约500）。如此一来，可将阈值TH设定于离散值A1～A2之间（约350～500）的任一数值，即阈值为位于离散值A1～A2之间的一固定值以取得正确的触摸判断。

本发明可将上述判定为噪声信号的第一信号ST1进行平滑处理，使得第一信号ST1中，由于噪声干扰造成的高低起伏波动大幅减小。请参考图2B，图2B为本发明实施例信号处理电路200将图2A所示第一信号ST1进行平滑处理所产生的输出信号OUT1的示意图。如图2B所示，在输出信号OUT1中，噪声干扰所造成的高低起伏波动降低许多，因此当第113～142单位之间的最大离散值仍为A1时，在其它单位（112以下及143以上）的最小离散值提高到A3（约700）。因此，具有信号处理电路200的触摸屏控制系统20可适用于更多样化、甚至更恶劣的环境。

然而，当所有第一信号ST1都用来进行平滑处理时，不仅噪声干扰大幅减少，对应于接收到触摸的信号及对应于未接收到触摸的信号之间的离散值差距也会因移动平均运算而减少。请参考第3A～3D图，图3A为另一第一信号ST3的示意图，而图3B、3C及3D分别绘示图3A的第一信号ST3中所有信号（即触摸信号和噪声信号）都进行4笔、8笔及16笔平滑处理所产生的信号。比较第3A～3D图可发现，当进行平滑处理的信号笔数愈大时，噪声信号被消除得更平整，但触摸信号也被大幅消除。因此，为避免对应于触摸及未触摸的信号之间的离散值差距因移动平均而减少，在进行平滑处理以前，必须先判断第一信号ST3中每一笔信号是否为触摸信号。换句话说，即利用侦测单元202根据阈值TH来判断第一信号ST3中每一笔信号是否位于触摸范围内，并根据此判断结果来决定是否对该笔信号进行平滑处理。当侦测单元202判断第一信号ST3为触摸信号时，为避免平滑处理使得对应于触摸及未触摸的信号之间的离散值差距减少，可直接输出已判断为触摸信号的第一信号ST3为信号处理电路200的输出信号，而不进行平滑处理。当侦测单元202判断第一信号ST3为噪声信号时，则可将已判断为噪声信号的第一信号ST3传送至运算单元204，由运算单元204进行平滑处理以产生一第二信号ST4。第一信号ST3结合第二信号ST4进而产生信号处理电路200的一输出信号OUT2。请参考图3E，图3E为进行平滑处理的信号处理电路200的输出信号OUT2的示意图。如图3E所示，在输出信号OUT2中，信号处理电路200的输出信号OUT2所受到的噪声干扰可因平滑处理而降低，使得信号高低起伏变平缓，但对应于发生触摸的信号波形仍完整保留。如此一来，可根据阈值TH选择性的对第一信号ST3进行平滑处理来提高信噪比，也可防止触摸信号因平滑处理而被消除。

由上述可知，阈值TH在判断是否进行平滑处理的过程中扮演极重要的角色。因此，有必要将阈值TH的设计最佳化，以避免触摸信号及噪声信号之间的误判。阈值TH可设计为模拟数字转换器106输出的离散值中一离散值，较佳地，阈值TH可设计为较中间的离散值，使得阈值TH介于触摸及未触摸的信号之间。在部分实施例中，阈值TH还可通过一阈值调整单元进行调整。请参考图4，图4为本发明实施例另一触摸屏控制系统250的示意图。触摸屏控制系统250的架构与图1所示的触摸屏控制系统20类似，因此功能相似的组件或信号以相同符号表示。如图4所示，触摸屏控制系统250与触摸屏控制系统20的主要差异在于，触摸屏控制系统250还包括一阈值调整单元206，阈值调整单元206耦接至侦测单元202，用来调整阈值TH以适应各种不同的环境。在触摸屏控制系统20或250开始使用以前，可通过不同环境的测试来设计最佳的阈值TH。在具有阈值调整单元206的触摸屏控制系统250开始使用以后，则可通过阈值调整单元206，根据一或多个侦测点在过去一特定期间内被侦测到N次所取得的N个第一信号来调整阈值TH。这N个第一信号可能包括对应于触摸的触摸信号以及对应于未触摸的噪声信号或仅包括触摸信号或仅包括噪声信号，信号处理电路200再针对该特定期间内取得的N个触摸信号及未触摸信号分别取得最大值及最小值（即噪声干扰造成第一信号波动的最大值及最小值），并据以调整阈值TH。如此一来，阈值TH可在外在环境改变时，自动调整至最佳值，进而使触摸屏控制系统250适应各种不同的环境。另外，阈值TH也可设计为一固定值，此时阈值调整单元206仅须输出固定值作为阈值TH，或将阈值TH包括在侦测单元202内而不需使用阈值调整单元206。

详细来说，根据触摸范围的不同，可进行不同方式的阈值TH设计及调整。在部分实施例中，当接收到的第一信号离散值低于阈值TH时，侦测单元202判断相对应侦测点有接收到触摸（即信号位于触摸范围内）；而当接收到的第一信号离散值高于阈值TH时，侦测单元202判断相对应侦测点未接收到触摸（即信号不位于触摸范围内）。但在其它实施例中，也可将系统设计为当接收到的第一信号离散值高于阈值TH时，侦测单元202判断相对应侦测点有接收到触摸（即信号位于触摸范围内）；而当接收到的第一信号离散值低于阈值TH时，侦测单元202判断相对应侦测点未接收到触摸（即信号不位于触摸范围内）。如此一来，阈值TH的设计及调整必须根据不同的触摸范围定义来进行。在部分实施例中，侦测单元202会在判断出的第一信号中进行标记，使阈值调整单元206根据一特定期间内侦测单元202所接收的第一信号来调整阈值TH。

举例来说，当触摸范围位于小于阈值TH的范围时，阈值TH必须大于所有触摸信号，且必须小于所有噪声信号。在触摸屏控制系统250开始使用以前或开始使用以后均可以进行阈值TH的调整。若根据噪声信号来调整阈值TH，则阈值TH必须设计为小于或等于所有噪声信号的最小值；若使用触摸信号来调整阈值TH，则阈值TH必须设计为大于或等于所有触摸信号的最大值。其中，较佳的实施方式为，将阈值TH设计为所有噪声信号的最小值以及所有触摸信号的最大值之间的中间值，并在阈值TH至该最小值及阈值TH至该最大值之间保留缓冲区域，使得触摸及未触摸之间的误判机率达到最小。

反之，当触摸范围位于大于阈值TH的范围时，阈值TH必须大于所有噪声信号，且必须小于所有触摸信号。若使用噪声信号来调整阈值TH，则阈值TH必须设计为大于或等于所有噪声信号的最大值；若使用触摸信号来来调整阈值TH，则阈值TH必须设计为小于或等于所有触摸信号的最小值。其中，较佳的实施方式为，将阈值TH设计为所有噪声信号的最大值以及所有触摸信号的最小值之间的中间值，并在阈值TH至该最大值及阈值TH至该最小值之间保留缓冲区域，使得触摸及未触摸之间的误判机率达到最小。

在部分实施例中，可在触摸屏装置102休眠时视为上述的特定期间来调整阈值TH，或在一固定时间内所持续累积数量的信号都为触摸信号的时间视为特定期间，抑或在一固定时间内所持续累积信号都为噪声信号的时间视为特定期间，但不限于此。一般来说，触摸屏装置102休眠时可视为无任何触摸发生，因此在休眠时发生的任何信号波动都为噪声干扰所产生。详细来说，触摸屏控制系统250可根据触摸屏装置102过去一段休眠时间中，一或多个侦测点被侦测到M次，所有取得的M个信号都为对应于未触摸的噪声信号，因此，当触摸范围位于小于阈值TH的范围时，须找出M个报点信号中的最小值，并通过阈值调整单元206调整阈值TH，使得阈值TH小于该最小值。当触摸范围位于大于阈值TH的范围时，须找出M个报点信号中的最大值，并通过阈值调整单元206调整阈值TH，使得阈值TH大于该最大值。

请参考图5，图5为信号处理电路200的一实施例的示意图。如图5所示，侦测单元202包括一侦测电路502及一多工器504。侦测电路502接收第一信号ST1及阈值TH，根据阈值TH来判断第一信号ST1为触摸信号还是噪声信号。多工器504耦接至侦测电路502，多工器504接收第一信号ST1、第二信号ST2，根据侦测电路502的判断结果，选择输出第一信号ST1或第二信号ST2作为信号处理电路200的输出信号OUT1。

请继续参考图5，运算单元204包括一缓存单元510、一减法单元512、一加法单元514及一除法单元516，在运算单元204中所称的第一信号ST1即为待平滑处理的噪声信号，因此即以噪声信号统称之。运算单元204还包括寄存器REG_IN与寄存器REG_OUT，其中，寄存器REG_IN存储一最新接收的噪声信号，而寄存器REG_OUT则存储每次欲进行平滑处理的噪声信号累加总值，例如对每10笔噪声信号进行平滑处理，缓存单元510可暂存10笔噪声信号值，其中最早进入缓存单元510的噪声信号定义为1，则寄存器REG_OUT的存储内容依次为噪声信号1～10的加总信号值，噪声信号2～11的加总信号值，噪声信号3～12的加总信号值，依次类推。缓存单元510耦接至侦测电路502，可用来暂存欲进行平滑处理的噪声信号，当运算单元204需进行X笔信号的平滑处理时，缓存单元510可包括X个寄存器REG_1～REG_X，分别存储用来欲进行平滑处理的X笔信号值。

减法单元512耦接至缓存单元510，对最早进入缓存单元510的噪声信号进行减法运算，以移除最早进入缓存单元510的噪声信号值。例如缓存单元510中第X笔信号（即寄存器REG_X的内存储值）为最早进入缓存单元510的噪声信号，则对寄存器REG_X的内存储值进行减法运算，并将此移除运算结果存储在寄存器REG_OUT中。

除法单元516可根据减法单元512的移除运算结果作为被除数，而以缓存单元510中暂存的噪声信号的数量作为除数，进行除法运算以产生第二信号，进而输出该第二信号至侦测单元202的多工器504。以此例进一步说明，除法单元516可用来将上述的移除运算结果除以X，以完成平滑处理，并产生第二信号ST2以输出至多工器504。较佳地，用来进行平滑处理的信号数目X可设计为2的次方数（如4、8、16、32等），使得除法单元516仅需对移动运算结果的二进制值进行位移，即可轻易完成除法运算。

加法单元514耦接至除法单元516，且加法单元514的输出端可耦接至减法单元512的输入端，加法单元514可接收减法单元512的移除运算结果并作为一第一累加信号值输出至除法单元516，以此例说明，即将寄存器REG_OUT的存储内容输出至除法单元516。另外，加法单元514也会将一第二累加信号值再回馈输出至减法单元512，此第二累加信号值可为上一次减法单元512的移除运算结果加上最新进入缓存单元510的噪声信号的加总结果，以此例说明，即寄存器REG_OUT中存储的移动累加信号值加上寄存器REG_IN中存储的最新信号值，其中寄存器REG_IN中存储的信号是来自侦测单元202的第一信号ST1中最新的一笔噪声信号，此笔最新的噪声信号也存储在寄存器REG_1中，因此，在部分实施例中，也可不使用寄存器REG_IN，直接将寄存器REG_1中存储的信号传送至加法单元514，以和寄存器REG_OUT中存储的信号进行加法运算。同样地，寄存器REG_OUT存储的是移除最早进入缓存单元510的噪声信号后的信号累加总值，以此例说明，即为上一次的寄存器REG_OUT加上本次的寄存器REG_IN再减去寄存器REG_X，因此，在部分实施例中，也可不使用寄存器REG_OUT，直接让加法单元514的输入端耦接至减法单元512的输出端，而将减法单元512中所取得的移动运算结果直接传送至加法单元514。

详细来说，当信号处理电路200从模拟数字转换器106接收到一笔第一信号ST1时，侦测电路502先根据阈值TH判断第一信号ST1是否为触摸信号。当侦测电路502判断第一信号ST1为触摸信号时，表示第一信号ST1不需进行平滑处理。此时，多工器504根据侦测电路502的判断结果，直接将判定为触摸信号的第一信号ST1输出，作为信号处理电路200的输出信号OUT1。当侦测电路502判断第一信号ST1为噪声信号时，表示第一信号ST1需进行平滑处理，此时，侦测电路502将判定为噪声信号的第一信号ST1传送至运算单元204中的缓存单元510中的寄存器REG_1以及寄存器REG_IN。在缓存单元510中，原本存储在寄存器REG_1～REG_X中的每一个信号则被传送至前一个寄存器，举例来说，原本寄存器REG_1中的信号被传送至寄存器REG_2，原本寄存器REG_2中的信号被传送至寄存器REG_3，原本寄存器REG_(X-1)中的信号被传送至寄存器REG_X。而寄存器REG_X中的信号则被传送至减法单元512，以进行减法运算。减法单元512接收来自加法单元514的加法运算结果以及来自寄存器REG_X的信号，减法单元512可将前者减去后者以移除最早进入缓存单元510的噪声信号，再将此移除运算结果送出并存储在寄存器REG_OUT中。接着，加法单元514接收来自寄存器REG_OUT的信号值而输出第一累加信号值至除法单元516。另外，加法单元514再将来自寄存器REG_OUT的信号值与来自寄存器REG_IN的信号值进行相加以输出第二累加信号值至减法单元512，作为下一阶段的减法运算。接着，除法单元516再将加法单元514的运算结果除以X，以完成平滑处理，并产生第二信号ST2以输出至多工器504。最后，多工器504再根据侦测电路502的判断结果，将第二信号ST2输出，作为信号处理电路200的输出信号OUT1。

其中，上述运算单元204的运作流程中，每一笔输出的第二信号ST2即为最近X笔输入运算单元204的噪声信号加总再除以X所取得的运算结果。

请参考图6，图6为本发明实施例另一信号ST5在模拟数字转换器106的输入端、模拟数字转换器106的输出端及信号处理电路200的输出端的波形示意图。其中，横轴表示时间，模拟数字转换器106的输入端波形的纵轴表示电压，模拟数字转换器106的输出端及信号处理电路200的输出端波形的纵轴表示电压对应的离散值。如图6所示，模拟数字转换器106的输入端的信号ST5受到噪声干扰，产生高低起伏的波动。在通过模拟数字转换器106转换为数字形式的信号以后，信号ST5呈现较离散的波形，但仍然受到噪声的影响而呈现高低起伏。此时，若可适当地调整阈值TH，使阈值TH高于对应于触摸信号最大值而低于噪声信号最小值，并对噪声信号进行平滑处理，例如移动平均运算，则噪声干扰所造成的信号波动可被滤除，也可保留对应于触摸的信号，此信号处理结果显示在图6中信号处理电路200的输出端的波形。

值得注意的是，本发明的主要精神在于通过对触摸信号直接输出，对噪声信号进行平滑处理后再输出，以拉大触摸信号与噪声信号之间位准差距，借此提高信噪比以增进触摸点侦测的精确度。本领域的技术人员当可据以修饰或变化，而不限于此。举例来说，上述信号处理电路200配置在模拟数字转换器106及数字电路108之间，但在其它实施例中，可将信号处理电路200配置在触摸屏控制系统20或250中其它位置。更明确来说，由于信号处理电路200是用来处理受到噪声干扰的信号，因此，只要环境中具有噪声干扰且信号质量受到噪声影响，都可使用本发明选择性的对信号进行平滑处理的方式来降低噪声造成的信号波动。如此一来，信号处理电路200可配置在触摸屏控制系统20或250的信号传输路径上任何可能受到噪声干扰的位置。举例来说，信号处理电路200可配置在模拟数字转换器106以前，此时信号处理电路200可通过模拟电路来实现平滑处理。此外，图5中的电路架构及平滑处理流程也可进行各种不同的变化或修饰。举例来说，上述运算流程先由减法单元512进行减法运算，再由加法单元514对减法单元512的运算结果进行加法运算。在其它实施例中，也可先由加法单元514进行加法运算，再由减法单元512对加法单元514的运算结果进行减法运算。不论通过何种运算方式，只要可将噪声进行平滑处理以达成增加信噪比及降低触摸点侦测的困难度的功效，都在本发明所保护的范围内。

上述信号处理电路200的运作，可归纳为一信号处理流程70。如图7所示，信号处理流程70包括以下步骤：

步骤700：开始。

步骤702：根据阈值TH，判断第一信号ST1是否为一触摸信号。若是，则执行步骤704；若否，则执行步骤706。

步骤704：直接输出第一信号ST1，作为信号处理电路200的输出信号OUT1。

步骤706：对第一信号ST1进行平滑处理，以产生第二信号ST2，并输出第二信号ST2作为信号处理电路200的输出信号OUT1。

步骤708：结束。

关于信号处理流程70的详细操作可参考上述说明，在此不再赘述。其中对噪声信号进行平滑处理以产生一第二信号的步骤包括对噪声信号进行简单移动平均运算或加权移动平均运算以产生一第二信号。

在一实施例中，当第一信号ST1小于阈值TH时，判断第一信号ST1为触摸信号，而当第一信号ST1大于阈值TH时，判断第一信号ST1为噪声信号。或者也可设定当第一信号ST1大于阈值TH时，判断第一信号ST1为触摸信号，而当第一信号ST1小于阈值TH时，判断第一信号ST1为噪声信号。阈值TH为介于触摸信号最大值与噪声信号最小值之间的一固定值，或者阈值TH为介于触摸信号最小值与噪声信号最大值之间的一固定值。

在一实施例中，本发明提供的信号处理方法还包括根据一特定期间内的第一信号ST1来调整阈值TH。具体而言，当第一信号ST1中小于阈值TH的第一信号ST1被判断为触摸信号时，根据该特定期间内的第一信号ST1调整阈值TH的步骤包括有：将阈值TH调整为该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值，或将阈值TH调整至该特定期间内的所有噪声信号中的最小信号值之下；或将阈值TH调整为该特定期间内所有触摸信号中的最大信号值，或将阈值TH调整至该特定期间内所有触摸信号中的最大信号值之上；或将阈值TH调整至该特定期间内所有触摸信号的最大信号值与所有该些噪声信号最小信号值之间的中间值。当第一信号ST1中大于阈值TH的第一信号ST1被判断为触摸信号时，其中根据该特定期间内的第一信号ST1调整该阈值的步骤包括有：将阈值TH调整为该特定期间内的噪声信号中的最大信号值，或将阈值TH调整至该特定期间内的噪声信号中的最大信号值之上；或将阈值TH调整为该特定期间内的噪声信号中的最小信号值，或将阈值TH调整至该特定期间内的噪声信号中的最小信号值之下；或将阈值TH调整至该特定期间内所有触摸信号的最小信号值与所有该些噪声信号最大信号值之间的中间值。

本发明实施例提供的触摸屏控制系统和其信号处理电路及方法，选择性的对信号进行平滑处理，亦即通过阈值判断第一信号为触摸信号还是噪声信号，对触摸信号直接输出，对噪声信号进行平滑处理后再输出，以拉大触摸信号位准与噪声信号位准之间的差距，借此提高信噪比以增进触摸点侦测的精确度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种触摸屏控制系统的信号处理电路，其特征在于，包括有：

一侦测单元，根据一阈值判断所接收的一第一信号为一触摸信号或一噪声信号进而作为一输出信号加以输出；以及

一运算单元，耦接至该侦测单元，接收该侦测单元所输出的该噪声信号，对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号至该侦测单元；

其中，该侦测单元判断出该第一信号为该触摸信号，即输出该第一信号为该输出信号，该侦测单元判断出该第一信号为该噪声信号，即输出该第二信号为该输出信号。

2.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，当该第一信号小于该阈值时，该侦测单元判断该第一信号为该触摸信号。

3.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，当该第一信号大于该阈值时，该侦测单元判断该第一信号为该触摸信号。

4.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，该阈值为一固定值。

5.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，该信号处理电路还包括一阈值调整单元，该阈值调整单元耦接至该侦测单元，根据一特定期间内该侦测单元所接收的该些第一信号来调整该阈值。

6.如权利要求5所述的信号处理电路，其特征在于，当该些第一信号中小于该阈值的第一信号被判断为触摸信号时，该阈值调整单元调整该阈值的方式包括有：

该阈值调整单元将该阈值调整为该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值之下；或

该阈值调整单元将该阈值调整为该特定期间内的该些触摸信号中的最大信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些触摸信号中的最大信号值之上；或

该阈值调整单元将该阈值调整至该特定期间内所有该些触摸信号的最大信号值与所有该些噪声信号的最小信号值之间的中间值。

7.如权利要求5所述的信号处理电路，其特征在于，当该些第一信号中大于该阈值的第一信号被判断为触摸信号时，该阈值调整单元根据该特定期间内的该些第一信号调整该阈值的方式包括有：

该阈值调整单元将该阈值调整为该特定期间内的该些噪声信号中的最大信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些触摸信号中的最大信号值之上；或

该阈值调整单元将该阈值调整为该特定期间内的该些触摸信号中的最小信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些触摸信号中的最小信号值之下；或

该阈值调整单元将该阈值调整至该特定期间内所有该些触摸信号的最小信号值与所有该些噪声信号的最大信号值之间的中间值。

8.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，该侦测单元包括有：

一侦测电路，用来根据该阈值判断该第一信号为该触摸信号或该噪声信号；以及

一多工器，耦接至该侦测电路，接收该第一信号及该运算单元所输出的该第二信号，并根据该侦测电路的判断结果，选择输出该第一信号或该第二信号。

9.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，该平滑处理包括移动平均运算。

10.如权利要求9所述的信号处理电路，其特征在于，该运算单元包括有：

一缓存单元，耦接至该侦测电路，用来暂存欲进行移动平均运算的多个该噪声信号；

一减法单元，耦接至该缓存单元，对该多个噪声信号中最早进入该缓存单元的噪声信号进行减法运算，以移除最早进入该缓存单元的该噪声信号；

一除法单元，根据该减法单元的移除运算结果作为被除数，而以该缓存单元中可暂存噪声信号的数量作为除数，进行除法运算以产生该第二信号；以及

一加法单元，耦接至该减法单元与该除法单元，接收该减法单元的移除运算结果并作为一第一累加信号值输出至该除法单元，还将一第二累加信号值输出至该减法单元，其中该第二累加信号值是将该减法单元的移除运算结果加上该多个噪声信号中最后进入该缓存单元的噪声信号的加总结果。

11.一种用于一触摸屏控制系统中的信号处理方法，其特征在于，包括有：

根据一阈值判断一第一信号为一触摸信号或一噪声信号；

当判断该第一信号位为该触摸信号时，即输出该第一信号作为一输出信号；以及

当判断该第一信号为该噪声信号时，对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号，并输出该第二信号作为该输出信号。

12.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，当该第一信号小于该阈值时，判断该第一信号为该触摸信号。

13.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，当该第一信号大于该阈值时，判断该第一信号为该触摸信号。

14.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，该阈值为一固定值。

15.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，该信号处理方法还包括根据一特定期间内的该些第一信号来调整该阈值。

16.如权利要求15所述的信号处理方法，其特征在于，当该些第一信号中小于该阈值的第一信号被判断为触摸信号时，根据该特定期间内的该些第一信号调整该阈值的步骤包括有：

将该阈值调整为该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值之下；或

将该阈值调整为该特定期间内的该些触摸信号中的最大信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些触摸信号中的最大信号值之上；或

将该阈值调整至该特定期间内所有该些触摸信号的最大信号值与所有该些噪声信号的最小信号值之间的中间值。

17.如权利要求15所述的信号处理方法，其特征在于，当该些第一信号中大于该阈值的第一信号被判断为触摸信号时，根据该特定期间内的该些第一信号调整该阈值的步骤包括有：

将该阈值调整为该特定期间内的该些噪声信号中的最大信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些噪声信号中的最大信号值之上；或

将该阈值调整为该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值，或将该阈值调整至该特定期间内的该些噪声信号中的最小信号值之下；或

将该阈值调整至该特定期间内所有该些触摸信号的最小信号值与所有该些噪声信号的最大信号值之间的中间值。

18.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号的步骤包括对噪声信号进行移动平均运算以产生一第二信号。

19.一种触摸屏控制系统，其特征在于，该触摸屏控制系统还包括有：

一触摸屏装置，具有多个侦测点，用来触摸感应并产生一信号；

一模拟电路，耦接至该触摸屏装置，用来根据对应于该触摸屏装置上每一侦测点所产生的信号进行模拟信号处理，以产生一模拟输出信号；

一模拟数字转换单元，耦接至该模拟电路，用来将该模拟输出信号转换为一第一信号，并输出该第一信号；

一信号处理电路，耦接至该模拟数字转换单元，包括有：

一侦测单元，根据一阈值判断所接收的该第一信号为一触摸信号或一噪声信号进而作为一输出信号加以输出；以及

一运算单元，耦接至该侦测单元，接收该侦测单元所输出的该噪声信号，对该噪声信号进行一平滑处理以产生一第二信号至该侦测单元；

其中，该侦测单元判断出该第一信号为该触摸信号，即输出该第一信号为该输出信号，该侦测单元判断出该第一信号为噪声信号，即输出该第二信号为该输出信号；以及

一数字电路，耦接至该信号处理电路，用来接收该第一信号和第二信号，并对该第一信号和该第二信号进行数字信号处理。

20.如权利要求19所述的触摸屏控制系统，其特征在于，该平滑处理包括算术移动平均运算或加权移动平均运算。