CN105786271A - 触控系统及其侦测方法 - Google Patents

Abstract

一种触控系统及其侦测方法在此揭露。触控系统包含触控面板和控制单元。触控面板包含第一电极单元和第二电极单元。第一电极单元中的第一组电极单元位于触控面板的第一区域。第一电极单元中的第二组电极单元位于触控面板的第二区域。第一组电极单元和第二组电极单元用以根据触控元件在触控面板上触碰时发送的触控信号分别产生第一感测信号和第二感测信号。控制单元用以将第一感测信号减去第二感测信号以得到第一差分信号，及将第二感测信号减去第一感测信号以得到第二差分信号。控制单元根据第一差分信号和第二差分信号决定触控元件在触控面板上触碰的位置。借此，可有效地消除触控面板的共模杂讯并减少扫描触控面板的时间。

Description

触控系统及其侦测方法

技术领域

本发明是有关于一种触控系统及其中的侦测方法，且特别是有关于一种适用于主动式触控笔的触控系统及其中的侦测方法。

背景技术

随着触控技术的精进，触控屏幕逐渐取代传统屏幕而成为电子装置的输入界面。近年来消费性电子产品应用面越来越广，将触控功能与显示器结合而应用的产品也越来越多，例如移动电话(mobilephone)、卫星导航系统(GPSnavigatorsystem)、平板电脑(tabletPC)、以及笔记型电脑(laptopPC)等。现今触控面板的技术非常多样化，较常见的包括电阻式、电容式、以及光学式等技术。其中电容式触控面板由于具有高准确率、多点触控、高耐用性、以及高触控解析度等优点，已成为目前中高阶消费性电子产品使用的主流触控技术。

触控的方式可包含使用手指或是触控笔等方式触碰电容式触控面板，并透过感测电容式触控面板上的感测电容(由多个驱动电极和多个感测电极交错排列形成)来得到触控点的确切位置。触控笔可包含主动式和被动式。被动式触控笔和手指的原理相同，控制单元提供驱动信号给驱动电极并通过感测电极感测感测电容的变化。当被动式触控笔和手指碰触电容式触控面板时会形成耦合电容，使得原本的感测电容的电容值改变，再透过驱动电极和感测电极即可决定触控点发生的位置。

主动式触控笔则可主动发送信号。当主动式触控笔接触电容式触控面板，透过将触控面板当成天线，通过面板上的感测电容耦合主动式触控笔发送的信号来决定触控点发生的位置，通常此信号并不大。由于现今触控面板的主流架构为单片式玻璃触控面板(OneGlassSolution,OGS)的架构，触控面板与上层保护面板(Coverlens)的距离和触控面板与下层液晶屏幕(LiquidCrystalDisplay,LCD)的距离几乎相同。因此，如何有效地区分来自上层主动式触控笔发送的信号和来自下层液晶显示屏幕的共模杂讯，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供触控系统及其侦测方法，以消除触控面板的共模杂讯，提升侦测触控点的准确度并减少扫描触控面板的时间。

因此，本发明的一方面是在提供一种触控系统。触控系统包含触控面板和控制单元。触控面板包含多个第一电极单元和多个与第一电极单元交错排列的第二电极单元。第一电极单元中的第一组电极单元位于触控面板的第一区域。第一电极单元中的第二组电极单元位于触控面板的第二区域。第二电极单元中的第三组电极单元位于触控面板的第三区域。第二电极单元中的第四组电极单元位于触控面板的第四区域。第一组电极单元、第二组电极单元、第三组电极单元和第四组电极单元用以根据触控元件在触控面板上触碰时发送的触控信号分别产生至少一第一感测信号、至少一第二感测信号、至少一第三感测信号和至少一第四感测信号。控制单元用以将至少一第一感测信号减去至少一第二感测信号以得到至少一第一差分信号，将至少一第二感测信号减去至少一第一感测信号以得到至少一第二差分信号，将至少一第三感测信号减去至少一第四感测信号以得到至少一第三差分信号，将至少一第四感测信号减去至少一第三感测信号以得到至少一第四差分信号，并根据至少一第一差分信号、至少一第二差分信号、至少一第三差分信号和至少一第四差分信号决定触控元件在触控面板上触碰的位置。

根据本发明一实施例，所述控制单元将所述至少一第一感测信号的每一者减去所述至少一第二感测信号的一相应者以得到所述至少一第一差分信号，及将所述至少一第二感测信号的每一者减去所述至少一第一感测信号的一相应者以得到所述至少一第二差分信号。所述控制单元还将所述至少一第三感测信号的每一者减去所述至少一第四感测信号的一相应者以得到所述至少一第三差分信号，及将所述至少一第四感测信号的每一者减去所述至少一第三感测信号的一相应者以得到所述至少一第四差分信号。

根据本发明一实施例，所述控制单元根据所述至少一第一差分信号和所述至少一第二差分信号中一大于一第一门槛值的差分信号判断所述触控元件触碰所述第一电极单元中的哪一者。所述控制单元还根据所述至少一第三差分信号和所述至少一第四差分信号中一大于一第二门槛值的差分信号判断所述触控元件触碰所述第二电极单元中的哪一者。

根据本发明一实施例，所述第一门槛值和所述第二门槛值的大小是根据所述触控信号的强度决定。

根据本发明一实施例，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域的范围是根据所述触控信号的强度决定。

根据本发明一实施例，所述控制单元包含多工器、高速模拟/数字转换器和处理电路。多工器电性耦接所述第一电极单元和所述第二电极单元。多工器用以选择所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号中的两相应者。高速模拟/数字转换器电性耦接多工器。高速模拟/数字转换器用以读取所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号中的两相应者并将所述两相应者转换为第一数字感测信号和第二数字感测信号。处理电路电性耦接高速模拟/数字转换器。处理电路用以将第一数字感测信号和第二数字感测信号进行差分运算。

根据本发明一实施例，所述处理电路还用以控制所述多工器选择所述至少一第一感测信号的一者与所述至少一第二感测信号的一者借以进行所述差分运算。所述处理电路还控制所述多工器选择所述至少一第三感测信号的一者与所述至少一第四感测信号的一者借以进行所述差分运算。

根据本发明一实施例，所述控制单元还包含取样保持电路电性耦接于所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述多工器。取样保持电路用以同时取样和保持所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号。所述多工器用以从取样保持电路选择所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号中的所述两相应者。

根据本发明一实施例，所述控制单元还包含第一单端放大器和第二单端放大器。第一单端放大器电性耦接所述多工器的第一输出端与所述高速模拟/数字转换器。第一单端放大器用以放大所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号中的所述两相应者其中一者。第二单端放大器电性耦接所述多工器的第二输出端与所述高速模拟/数字转换器。第二单端放大器用以放大所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号中的所述两相应者其中的另一者。

根据本发明一实施例，所述控制单元包含多个高速模拟/数字转换器和处理电路。高速模拟/数字转换器分别电性耦接所述第一电极单元和所述第二电极单元。高速模拟/数字转换器用以读取所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号并将所述至少一第一感测信号、所述至少一第二感测信号、所述至少一第三感测信号和所述至少一第四感测信号转换为多个数字感测信号。处理电路电性耦接高速模拟/数字转换器。处理电路用以将数字感测信号中的一者和数字感测信号中的另一者进行差分运算。

本发明的另一方面是在提供一种侦测方法，侦测方法适用于触控面板。触控面板包含多个第一电极单元和与第一电极单元交错排列的多个第二电极单元。第一电极单元中的第一组电极单元和第二组电极单元分别位于触控面板的第一区域和第二区域。第二电极单元中的第三组电极单元和第四组电极单元分别位于触控面板的第三区域和第四区域。侦测方法包含：(a)透过第一组电极单元与第二组电极单元感测触控元件在触控面板上触碰时发送的触控信号以分别产生至少一第一感测信号和至少一第二感测信号；(b)将至少一第一感测信号减去至少一第二感测信号以得到至少一第一差分信号；(c)将至少一第二感测信号减去至少一第一感测信号以得到至少一第二差分信号；(d)透过第三组电极单元与第四组电极单元感测触控信号以分别产生至少一第三感测信号和至少一第四感测信号；(e)将至少一第三感测信号减去至少一第四感测信号以得到至少一第三差分信号；(f)将至少一第四感测信号减去至少一第三感测信号以得到至少一第四差分信号；及(g)根据至少一第一差分信号、至少一第二差分信号、至少一第三差分信号和至少一第四差分信号决定触控元件在触控面板上触碰的位置。

根据本发明一实施例，其中步骤(b)包含：将所述至少一第一感测信号的每一者减去所述至少一第二感测信号的一相应者以得到所述至少一第一差分信号；步骤(c)包含：将所述至少一第二感测信号的每一者减去所述至少一第一感测信号的一相应者以得到所述至少一第二差分信号；其中步骤(e)包含：将所述至少一第三感测信号的每一者减去所述至少一第四感测信号的一相应者以得到所述至少一第三差分信号；步骤(f)包含：将所述至少一第四感测信号的每一者减去所述至少一第三感测信号的一相应者以得到所述至少一第四差分信号。

根据本发明一实施例，步骤(g)包含：根据所述至少一第一差分信号和所述至少一第二差分信号中大于第一门槛值的差分信号判断所述触控元件触碰所述第一电极单元中的哪一者；及根据所述至少一第三差分信号和所述至少一第四差分信号中大于第二门槛值的差分信号判断所述触控元件触碰所述第二电极单元中的哪一者。

根据本发明一实施例，所述第一门槛值和所述第二门槛值的大小是根据所述触控信号的强度决定。

根据本发明一实施例，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域的范围是根据所述触控信号的强度决定。

综上所述，透过将触控面板分成两个区域并将其中一个区域中的一个感测信号减去另一个区域中的一个感测信号，可有效消除共模杂讯，进而有效地辨识主动式触控笔产生的触控信号。另外，由于两个区域的感测信号互相相减的运算是同步进行(亦即，第一差分信号和第二差分信号可同时得到；或是第三差分信号和第四差分信号可同时得到)，因此扫描触控面板的时间可以减半，使得侦测触控点可以更为快速以及精确。

附图说明

图1是根据本发明一实施例绘示的一种触控系统的示意图；

图2A是根据本发明一实施例绘示的一种判断触控点的位置的示意图；

图2B是根据本发明另一实施例绘示的一种判断触控点的位置的示意图；

图3是根据本发明一实施例绘示的一种控制单元的示意图；

图4是根据本发明另一实施例绘示的一种触控系统的示意图；及

图5是根据本发明一实施例绘示的一种侦测方法的流程图。

具体实施方式

下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构控制的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。

关于本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”一般通常是指数值的误差或范围于百分的二十以内，较好地是于百分的十以内，而更佳地则是于百分的五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，例如可如『约』、“大约”或“大致”所表示的误差或范围，或其他近似值。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或控制而已。

其次，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于此。

另外，关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互控制或动作。

请参照图1，图1是根据本发明一实施例绘示的一种触控系统100的示意图。如图1所示，触控系统100包含触控面板110和控制单元120。触控面板110包含多个第一电极单元111A～111H和多个第二电极单元112A～112G，在本实施例中，第一电极单元和第二电极单元的数量仅为例示，其并非用以限制本发明。第一电极单元111A～111H沿着第一方向(例如：水平方向)排列。第二电极单元112A～112G沿着第二方向(例如：垂直方向)排列。第二电极单元112A～112G和第一电极单元111A～111H彼此交错排列，并在交界处形成多个感测电容(未绘示于图中)。控制单元120电性耦接第一电极单元111A～111H和第二电极单元112A～112G，并用以根据第一电极单元111A～111H和第二电极单元112A～112G上的信号变化决定触控点发生位置。

在本实施例中，触控系统100可用于侦测触控元件130(例如：主动式触控笔)是否在触控面板110上产生触控的操作。具体来说，当触控元件130触碰触控面板110时，触控元件130可产生触控信号给触控面板110。透过第一电极单元111A～111H和第二电极单元112A～112G可侦测此触控信号并产生感测信号SS_11～SS_27。控制单元120则可将感测信号SS_11～SS_27进行运算以得到触控元件130在触控面板110上触碰的位置。

请一并参照图1和图2A。图2A是根据本发明一实施例绘示的一种判断触控点的位置的示意图。如图2A所示，第一电极单元111A～111H被分成第一组电极单元和第二组电极单元。第一组电极单元和第二组电极单元分别位于触控面板110的第一区域A1和第二区域A2。换言之，第一组电极单元包含第一电极单元111A～111D且第二组电极单元包含第一电极单元111E～111H。

当触控元件130在触控面板110上触碰时并产生触控信号时，第一组电极单元(例如：第一电极单元111A～111D)可根据触控信号分别产生感测信号SS_11～SS_14，第二组电极单元(例如：第一电极单元111E～111H)可根据触控信号分别产生感测信号SS_15～SS_18。控制单元120可将感测信号SS_11～SS_14减去感测信号SS_15～SS_18以得到第一差分信号。另外，控制单元120还将感测信号SS_15～SS_18减去感测信号SS_11～SS_14以得到第二差分信号。接着，控制单元120可根据第一差分信号和第二差分信号来判断触控点的位置(触控元件130在触控面板110上触碰的位置)位于第一电极单元111A～111H中的哪一者。

进一步来说，控制单元120可将第一区域A1中的感测信号SS_11～SS_14的每一者减去第二区域A2中的感测信号SS_15～SS_18中的一相应者以得到第一差分信号，及将感测信号SS_15～SS_18中的每一者减去感测信号SS_11～SS_14的一相应者以得到第二差分信号。

在一实施例中，控制单元120可依序将第一区域A1中最左边的第一电极单元111A产生的感测信号SS_11减去第二区域A2中最左边的第一电极单元111E产生的感测信号SS_15，将第一区域A1中的第一电极单元111B产生的感测信号SS_12减去第二区域A2中的第一电极单元111F产生的感测信号SS_16，以此类推，最后得到四个第一差分信号。另外，控制单元120还依序将第二区域A2中最左边的第一电极单元111E产生的感测信号SS_15减去第一区域A1中最左边的第一电极单元111A产生的感测信号SS_11，将第二区域A2中的第一电极单元111F产生的感测信号SS_16减去第一区域A1中的第一电极单元111B产生的感测信号SS_12，以此类推，最后得到四个第二差分信号。上述第一差分信号和第二差分信号的产生方式仅为例示，本发明并不以此为限。

接着，控制单元120可将第一差分信号和第二差分信号与第一门槛值进行比较以判断触控点位于触控面板110的第一区域A1或是第二区域A2，并进一步根据第一差分信号和第二差分信号中大于第一门槛值的差分信号判断触控信号位于第一电极单元111A～111H的哪一者。

举例来说，若第一电极单元111F产生的感测信号SS_16减去第一电极单元111B产生的感测信号SS_12得到的第二差分信号大于第一门槛值时，由于是第二差分信号大于第一门槛值，控制单元120可判断触控点位于触控面板110的第二区域A2。接着，控制单元120根据所述第二差分信号是通过将感测信号SS_16减去感测信号SS_12得到，因此可判断触控点的位置位于第一电极单元111F上。

在一实施例中，第一门槛值的大小可根据触控元件130产生的触控信号的强度决定和调整。借此，控制单元120可更准确且迅速的找到触控点的位置。

需注意的是，在本实施例中，第一组电极单元和第二组电极单元包含的第一电极单元的数量仅为例示。于不同实施例中，第一组电极单元和第二组电极单元包含的第一电极单元的数量可视实际需求调整，不为图2A绘示的数量所限。举例来说，在一实施例中，第一组电极单元可包含第一电极单元111A且第二组电极单元包含第一电极单元111B～111H。如此一来，控制单元120可根据第一电极单元111A产生的感测信号SS_11减去第一电极单元111B～111H产生的感测信号SS_12～SS_18其中一者以产生第一差分信号，然本发明并不以此为限。

请一并参照图1和图2B。图2B是根据本发明另一实施例绘示的一种决定触控点的位置的示意图。如图2B所示，第二电极单元112A～111G被分成第三组电极单元和第四组电极单元。第三组电极单元和第四组电极单元分别位于触控面板110的第三区域A3和第四区域A4。换言之，第三组电极单元包含第二电极单元112A～112C且第二组电极单元包含第二电极单元112D～112G。

当触控元件130在触控面板110上触碰时并产生触控信号时，第三组电极单元(例如：第二电极单元112A～112C)可根据触控信号分别产生感测信号SS_21～SS_23，第四组电极单元(例如：第二电极单元112D～112G)可根据触控信号分别产生感测信号SS_24～SS_27。控制单元120可将感测信号SS_21～SS_23减去感测信号SS_24～SS_27以得到第三差分信号。另外，控制单元120还将感测信号SS_24～SS_27减去感测信号SS_21～SS_23以得到第三差分信号。接着，控制单元120可根据第三差分信号和第四差分信号来判断触控点的位置(触控元件130在触控面板110上触碰的位置)位于第二电极单元112A～112G中的哪一者。

进一步来说，控制单元120可将第三区域A3中的感测信号SS_21～SS_23的每一者减去第四区域A4中的感测信号SS_24～SS_27中的一相应者以得到第三差分信号，及将感测信号SS_24～SS_27中的每一者减去感测信号SS_21～SS_23的一相应者以得到第四差分信号。

类似地，在一实施例中，控制单元120可依序将第三区域A3中最上面的第二电极单元112A产生的感测信号SS_21减去第四区域A4中最上面的第二电极单元112D产生的感测信号SS_24，将第三区域A3中的第二电极单元112B产生的感测信号SS_22减去第四区域A4中的第二电极单元112E产生的感测信号SS_25，以此类推，并得到三个第三差分信号。在本实施例中，由于第二电极单元112A～112G的数量为奇数，因此第三区域A3和第四区域A4中的第二电极单元的数量并非相同。因此，控制单元120可再将感测信号SS_21～SS_23其中一者(例如：感测信号SS_21)减去感测信号SS_27以得到另一个第三差分信号。换言之，控制单元120最后可得到四个第三差分信号。

另外，控制单元120还依序将第四区域A4中最上面的第二电极单元112D产生的感测信号SS_24减去第三区域A3中最上面的第二电极单元112A产生的感测信号SS_21，将第四区域A4中的第二电极单元112E产生的感测信号SS_25减去第三区域A3中的第二电极单元112B产生的感测信号SS_22，以此类推。类似地，控制单元还可将感测信号SS_27减去感测信号SS_21～SS_23其中一者(例如：感测信号SS_21)以弥补第三区域A3中感测信号的数量不足，借此得到四个第四差分信号。上述第三差分信号和第四差分信号的产生方式仅为例示，本发明并不以此为限。

接着，控制单元120可将第三差分信号和第四差分信号与第二门槛值进行比较以判断触控点位于触控面板110的第三区域A3或是第四区域A4，并进一步根据第三差分信号和第四差分信号中大于第二门槛值的差分信号判断触控信号位于第二电极单元112A～112G的哪一者。

举例来说，若第二电极单元112D产生的感测信号SS_24减去第二电极单元112A产生的感测信号SS_21得到的第四差分信号大于第二门槛值时，由于是第四差分信号大于第二门槛值，控制单元120可判断触控点位于触控面板110的第四区域A4。接着，控制单元120根据所述第四差分信号是通过将感测信号SS_24减去感测信号SS_21得到，因此可判断触控点的位置位于第二电极单元112D上。

在一实施例中，第二门槛值的大小可根据触控元件130产生的触控信号的强度决定和调整。借此，控制单元120可更准确且迅速的找到触控点的位置。

需注意的是，在本实施例中，第三组电极单元和第四组电极单元包含的第二电极单元的数量仅为例示。于不同实施例中，第三组电极单元和第四组电极单元包含的第二电极单元的数量可视实际需求调整，不为图2B绘示的数量所限。举例来说，在一实施例中，第二组电极单元可包含第二电极单元112A～112F且第四组电极单元包含第二电极单元112G。如此一来，控制单元120可根据第二电极单元112A～112F产生的感测信号SS_21～SS_26的每一者减去第二电极单元112_G产生的感测信号SS_27以产生第三差分信号，然本发明并不以此为限。

如此一来，透过上述实施方式，控制单元120可判断触控点位于第一电极单元111A～111H的哪一者及位于第二电极单元112A～112G的哪一者。因此，控制单元120即可准确判断触控点位于触控面板110的位置(亦即，触控元件130(例如：主动式触控笔)在触控面板110上触碰的位置)。

在本实施例中，由于控制单元120是同时抓取第一电极单元111A～111H和第二电极单元112A～112G产生的所有感测信号SS_11～SS_27，因此每个感测信号中的共模杂讯皆大致相同。因此，透过将触控面板110分成两个区域并将其中一个区域中的一个感测信号减去另一个区域中的一个感测信号，可有效消除共模杂讯，进而有效地辨识触控元件130(例如：主动式触控笔)产生的触控信号。另外，由于两个区域的感测信号互相相减的运算是同步进行(亦即，第一差分信号和第二差分信号可同时得到；或是第三差分信号和第四差分信号可同时得到)，因此扫描触控面板110的时间可以减半，使得侦测触控点可以更为快速以及精确。

在一实施例中，触控面板110可随机地被分成两个区域，亦即，两个区域所包含的电极单元的数量为任意的。换言之，即便电极单元的数量为偶数，被分成的两个区域所包含的电极单元的数量亦可不同。举例来说，在图2A中，第一区域A1亦可包含第一电极单元111A～111C且第二区域A2包含第一电极单元111D～111H。

在一实施例中，控制单元120可根据触控元件130(例如：主动式触控笔)产生的触控信号的强度决定第一区域A1和第二区域A2的范围(亦即，第一区域A1和第二区域A2包含的第一电极单元的数量)及第三区域A3和第四区域A4的范围(亦即，第三区域A3和第四区域A4包含的第二电极单元的数量)。借此，控制单元120可更准确地且快速判断触控点的位置。

请参照图3，图3是根据本发明一实施例绘示的一种控制单元300的示意图。控制单元300可应用于图1的触控系统100。如图3所示，控制单元300包含取样保持电路310、多工器320、高速模拟/数字转换器330和处理电路340。取样保持电路310电性耦接触控面板中的第一电极单元和第二电极单元(未绘示于图中)，用以同时取样每个感测信号并且保持每个感测信号的值。多工器320电性耦接取样保持电路310，用以选择感测信号中至少一者以供后续进行运算。

高速模拟/数字转换器330电性耦接多工器320。高速模拟/数字转换器330可快速读取多工器320选择的感测信号并将其转换为数字感测信号。在本实施例中，高速模拟/数字转换器330可将其中一个感测信号转换为第一数字感测信号即将另一感测信号转换为第二数字感测信号。

处理电路340电性耦接高速模拟/数字转换器330，用以将第一数字感测信号和第二数字感测信号进行差分运算(例如：将第一数字感测信号减去第二数字感测信号及将第二数字感测信号减去第一数字感测信号)以得到第一差分信号和第二差分信号(或是第三差分信号和第四差分信号)。

在本实施例中，处理电路340还用以控制多工器320选择感测信号。具体来说，当触控面板110中的第一电极单元(或是第二电极单元)(未绘示于图中)被分成两个区域。处理电路340可控制多工器320选择其中一个区域的一个感测信号及另一个区域的一个感测信号。接着，处理电路340透过上述元件取得被选择的感测信号并对其进行差分运算以得到第一差分信号和第二差分信号(或是第三差分信号和第四差分信号)。

等到两个区域的感测信号皆完成差分运算后，处理电路340再将所有第一差分信号和第二差分信号(或是所有第三差分信号和第四差分信号)与第一门槛值(或是第二门槛值)进行比较，借以判断触控元件(例如：主动式触控笔)(未绘示于图中)在触控面板上触碰的位置。

在一实施例中，触控元件(例如：主动式触控笔)产生的触控信号的频率大约在40K和70K赫兹(Hz)之间。高速模拟/数字转换器330转换信号的频率为主动式触控笔产生触控信号的频率的2至5倍左右，例如：200K赫兹。如此一来，透过高速模拟/数字转换器330快速将感测信号转换数字感测信号，处理电路340可等效同时对感测信号进行差分运算；换言之，处理电路340得到第一差分信号和第二差分信号(或是第三差分信号和第四差分信号)的时间大约相同。因此，控制单元300用于扫描触控面板(未绘示于图中)的时间可以减半。另外，透过将感测信号分成两个区域并进行差分运算(例如，将接收的两个感测信号互相相减)，可有效地消除感测信号的共模杂讯，并且更精确地判断出触控点的位置。

在一实施例中，控制单元300还包含第一单端放大器350和第二单端放大器360。第一单端放大器350电性耦接多工器320的一个输出端和高速模拟/数字转换器330，用以放大多工器320选择的其中一个感测信号。第二单端放大器360电性耦接多工器320的另一个输出端和高速模拟/数字转换器330，用以放大多工器320选择的另一个感测信号。借此，高速模拟/数字转换器330可读取放大后的感测信号，增加转换的效率和精确性。

请参照图4，图4是根据本发明另一实施例绘示的一种触控系统400的示意图。触控系统400包含触控面板410和控制单元420。触控面板410包含第一电极单元411A～411F和第二电极单元412A～412E，其结构和操作类似于图1的触控面板110，于此不再赘述。控制单元420包含多个高速模拟/数字转换器421和处理电路422。高速模拟/数字转换器421电性耦接第一电极单元411A～411F和第二电极单元412A～412E，并用以读取第一电极单元411A～411F和第二电极单元412A～412E产生的感测信号并转换为多个数字感测信号。处理电路422可将多个数字感测信号中的一者和多个数字感测信号中的令一者进行相减运算。换言之，类似于上述实施方式，处理电路422可将触控面板410分成两个区域并将其中一个区域的感测信号(透过连接的相应的高速模拟/数字转换器421)和另一个区域的感测信号(透过连接的相应的高速模拟/数字转换器421)进行差分运算，其操作可参照上述实施方式，于此不再赘述。

请参照图5，图5是根据本发明一实施例绘示的一种侦测方法500的流程图。侦测方法500适用于如图1所示的触控面板110。为了方便和清楚说明，侦测方法500以图1、图2A和图2B中的触控系统100为例，然本发明并不以此为限。需注意的是，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

首先，在步骤S510中，透过第一组电极单元(例如：第一电极单元111A～111D)和第二组电极单元(例如：第一电极单元111E～111H)感测触控元件130(例如：主动式触控笔)发送的触控信号以分别产生感测信号SS_11～SS_14和感测信号SS_15～SS_18。

接着，在步骤S520中，透过控制单元120将位于第一区域A1中感测信号SS_11～SS_14减去位于第二区域A2中的第一电极单元111E～111H产生的感测信号SS_15～SS_18以得到第一差分信号。接着，在步骤S530中，透过控制单元120将位于第二区域A2中的第一电极单元111E～111H产生的感测信号SS_15～SS_18减去位于第一区域A1中的第一电极单元111A～111D产生的感测信号SS_11～SS_14以得到第二差分信号。

接着，在步骤S540中，透过第三组电极单元(例如：第二电极单元112A～112C)和第四组电极单元(例如：第二电极单元112D～112G)感测触控元件130(例如：主动式触控笔)发送的触控信号以分别产生感测信号SS_21～SS_23和感测信号SS_24～SS_27。

接着，在步骤S550中，透过控制单元120将位于第三区域A3中的第二电极单元112A～112C(第三组电极单元)产生的感测信号SS_21～SS_23减去位于第四区域A4中的第二电极单元112D～112G(第四组电极单元)产生的感测信号SS_24～SS_27以得到第三差分信号。接着，在步骤S560中，透过控制单元120将位于第四区域A4中的第二电极单元112D～112G(第四组电极单元)产生的感测信号SS_24～SS_27减去位于第三区域A3中的第二电极单元112A～112C(第三组电极单元)产生的感测信号SS_21～SS_23以得到第四差分信号。

接着，在步骤S570中，透过控制单元120根据第一差分信号、第二差分信号、第三差分信号和第四差分信号决定触控元件130在触控面板110上触碰的位置。

借此，透过侦测方法500将触控面板110分成两个区域并将其中一个区域中的一个感测信号减去另一个区域中的一个感测信号，可有效消除共模杂讯，进而有效地辨识触控元件130产生的触控信号。另外，由于两个区域的感测信号互相相减的运算是同步进行(亦即，第一差分信号和第二差分信号可同时得到；或是第三差分信号和第四差分信号可同时得到)，因此扫描触控面板的时间可以减半，使得侦测触控点可以更为快速以及精确。

在一实施例中，步骤S520包含：透过控制单元120将感测信号SS_11～SS_14的每一者减去感测信号SS_15～SS_18的一相应者以得到第一差分信号。步骤S530包含：透过控制单元120将感测信号SS_15～SS_18的每一者减去感测信号SS_11～SS_14的一相应者以得到第二差分信号。步骤S550包含：将感测信号SS_21～SS_23的每一者减去感测信号SS_24～SS_27的一相应者以得到第三差分信号。步骤S560包含：将感测信号SS_24～SS_27的每一者减去感测信号SS_21～SS_23的一相应者以得到第四差分信号。借此，侦测方法500可有效地消除感测信号中的共模杂讯，进而增加辨识触控元件130产生的触控信号的准确率。

在一实施例中，步骤S570包含：根据第一差分信号和第二差分信号中大于第一门槛值的差分信号判断触控元件130触碰第一电极单元111A～111H中的哪一者；及根据第三差分信号和第四差分信号中大于第二门槛值的差分信号判断触控元件130触碰第二电极单元112A～112G中的哪一者。

具体来说，在第一差分信号(或是第二差分信号)大于第一门槛值的情况下，透过控制单元120可判断触控点的位置位于触控面板110的第一区域A1(或是第二区域A2)。接着，通过判断大于第一门槛值的差分信号是根据哪一个感测信号减去哪一个感测信号得到，即可判断触控点位于第一电极单元111A～111H中的哪一者。类似地，在第三差分信号(或是第四差分信号)大于第二门槛值的情况下，透过控制单元120可判断触控点的位置位于触控面板110的第三区域A3(或是第四区域A4)。接着，通过判断大于第二门槛值的差分信号是根据哪一个感测信号减去哪一个感测信号得到，即可判断触控点位于第二电极单元112A～112G中的哪一者。

在一实施例中，第一门槛值和第二门槛值的大小可根据触控元件130产生的触控信号的强度来决定和调整。借此，侦测方法500可更准确地判断触控点的位置。

需注意的是，将触控面板110分为第一区域A1和第二区域A2(或是第三区域A3和第四区域A4)时，其第一区域A1和第二区域A2(或是第三区域A3和第四区域A4)的范围可以是随机的。换言之，第一区域A1和第二区域A2包含的第一电极单元(或是第三区域A3和第四区域A4包含的第二电极单元)的数量为任意的。

在一实施例中，第一区域A1、第二区域A2、第三区域A3和第四区域A4的范围可由触控信号的强度决定和调整。借此，侦测方法500可更有效地判断触控点的位置。

由上述本发明的实施例可知，透过将触控面板分成两个区域并将其中一个区域中的一个感测信号减去另一个区域中的一个感测信号，可有效消除共模杂讯，进而有效地辨识主动式触控笔产生的触控信号。另外，由于两个区域的感测信号互相相减的运算是同步进行(亦即，第一差分信号和第二差分信号可同时得到；或是第三差分信号和第四差分信号可同时得到)，因此扫描触控面板的时间可以减半，使得侦测触控点可以更为快速以及精确。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种触控系统，其特征在于，该触控系统包含触控面板和控制单元，其中：

该触控面板包含：

多个第一电极单元，其中所述第一电极单元中的一第一组电极单元位于该触控面板的一第一区域，所述第一电极单元中的一第二组电极单元位于该触控面板的一第二区域；及

多个第二电极单元，与所述第一电极单元交错排列，其中所述第二电极单元中的一第三组电极单元位于该触控面板的一第三区域，所述第二电极单元中的一第四组电极单元位于该触控面板的一第四区域；

其中该第一组电极单元、该第二组电极单元、该第三组电极单元和该第四组电极单元用以根据一触控元件在该触控面板上触碰时发送的一触控信号分别产生至少一第一感测信号、至少一第二感测信号、至少一第三感测信号和至少一第四感测信号；

该控制单元，用以将该至少一第一感测信号减去该至少一第二感测信号以得到至少一第一差分信号，将该至少一第二感测信号减去该至少一第一感测信号以得到至少一第二差分信号，将该至少一第三感测信号减去该至少一第四感测信号以得到至少一第三差分信号，将该至少一第四感测信号减去该至少一第三感测信号以得到至少一第四差分信号，并根据该至少一第一差分信号、该至少一第二差分信号、该至少一第三差分信号和该至少一第四差分信号决定该触控元件在该触控面板上触碰的位置。

2.根据权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该控制单元将该至少一第一感测信号的每一者减去该至少一第二感测信号的一相应者以得到该至少一第一差分信号，将该至少一第二感测信号的每一者减去该至少一第一感测信号的一相应者以得到该至少一第二差分信号，将该至少一第三感测信号的每一者减去该至少一第四感测信号的一相应者以得到该至少一第三差分信号，将该至少一第四感测信号的每一者减去该至少一第三感测信号的一相应者以得到该至少一第四差分信号。

3.根据权利要求1或2所述的触控系统，其特征在于，该控制单元根据该至少一第一差分信号和该至少一第二差分信号中一大于一第一门槛值的差分信号判断该触控元件触碰所述第一电极单元中的哪一者，及根据该至少一第三差分信号和该至少一第四差分信号中一大于一第二门槛值的差分信号判断该触控元件触碰所述第二电极单元中的哪一者。

4.根据权利要求3所述的触控系统，其特征在于，该第一门槛值和该第二门槛值的大小是根据该触控信号的强度决定。

5.根据权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该第一区域、该第二区域、该第三区域和该第四区域的范围是根据该触控信号的强度决定。

6.根据权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该控制单元包含：

一多工器，电性耦接所述第一电极单元和所述第二电极单元，用以选择该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号中的两相应者号；

一高速模拟/数字转换器，电性耦接该多工器，用以读取该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号中的该两相应者并将该两相应者转换为一第一数字感测信号和一第二数字感测信号；及

一处理电路，电性耦接该高速模拟/数字转换器，用以将该第一数字感测信号和该第二数字感测信号进行一差分运算。

7.根据权利要求6所述的触控系统，其特征在于，该处理电路还用以控制该多工器选择该至少一第一感测信号的一者与该至少一第二感测信号的一者借以进行该差分运算，及控制该多工器选择该至少一第三感测信号的一者与该至少一第四感测信号的一者借以进行该差分运算。

8.根据权利要求6所述的触控系统，其特征在于，该控制单元还包含：

一取样保持电路，电性耦接于所述第一电极单元、所述第二电极单元和该多工器，用以同时取样并保持该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号，其中该多工器用以从该取样保持电路选择该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号中的该两相应者。

9.根据权利要求6所述的触控系统，其特征在于，该控制单元还包含：

一第一单端放大器，电性耦接该多工器的一第一输出端与该高速模拟/数字转换器，用以放大该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号中的该两相应者其中的一者；及

一第二单端放大器，电性耦接该多工器的一第二输出端与该高速模拟/数字转换器，用以放大该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号中的该两相应者其中的另一者。

10.根据权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该控制单元包含：

多个高速模拟/数字转换器，分别电性耦接所述第一电极单元和所述第二电极单元，用以读取该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号并将该至少一第一感测信号、该至少一第二感测信号、该至少一第三感测信号和该至少一第四感测信号转换为多个数字感测信号；及

一处理电路，电性耦接该高速模拟/数字转换器，用以将所述数字感测信号中的一者和所述数字感测信号中的另一者进行一差分运算。

11.一种侦测方法，其特征在于，适用于一触控面板，该触控面板包含多个第一电极单元和与所述第一电极单元交错排列的多个第二电极单元，其中所述第一电极单元中的一第一组电极单元和一第二组电极单元分别位于该触控面板的一第一区域和一第二区域，所述第二电极单元中的一第三组电极单元和一第四组电极单元分别位于该触控面板的一第三区域和一第四区域，该侦测方法包含：

(a)透过该第一组电极单元与该第二组电极单元感测一触控元件在该触控面板上触碰时发送的一触控信号以分别产生至少一第一感测信号和至少一第二感测信号；

(b)将该至少一第一感测信号减去该至少一第二感测信号以得到至少一第一差分信号；

(c)将该至少一第二感测信号减去该至少一第一感测信号以得到至少一第二差分信号；

(d)透过该第三组电极单元与该第四组电极单元感测该触控信号以分别产生至少一第三感测信号和至少一第四感测信号；

(e)将该至少一第三感测信号减去该至少一第四感测信号以得到至少一第三差分信号；

(f)将该至少一第四感测信号减去该至少一第三感测信号以得到至少一第四差分信号；及

(g)根据该至少一第一差分信号、该至少一第二差分信号、该至少一第三差分信号和该至少一第四差分信号决定该触控元件在该触控面板上触碰的位置。

12.根据权利要求11所述的侦测方法，其特征在于，步骤(b)包含：

将该至少一第一感测信号的每一者减去该至少一第二感测信号的一相应者以得到该至少一第一差分信号；

其中步骤(c)包含：

将该至少一第二感测信号的每一者减去该至少一第一感测信号的一相应者以得到该至少一第二差分信号；

其中步骤(e)包含：

将该至少一第三感测信号的每一者减去该至少一第四感测信号的一相应者以得到该至少一第三差分信号；

其中步骤(f)包含：

将该至少一第四感测信号的每一者减去该至少一第三感测信号的一相应者以得到该至少一第四差分信号。

13.根据权利要求11或12所述的侦测方法，其特征在于，步骤(g)包含：

根据该至少一第一差分信号和该至少一第二差分信号中一大于一第一门槛值的差分信号判断该触控元件触碰所述第一电极单元中的哪一者；及

根据该至少一第三差分信号和该至少一第四差分信号中一大于一第二门槛值的差分信号判断该触控元件触碰所述第二电极单元中的哪一者。

14.根据权利要求13所述的侦测方法，其特征在于，该第一门槛值和该第二门槛值的大小是根据该触控信号的强度决定。

15.根据权利要求11所述的侦测方法，其特征在于，该第一区域、该第二区域、该第三区域和该第四区域的范围是根据该触控信号的强度决定。