CN107229364A - 触控感应器及其触控点定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控感应器，包括有多个第一维透明导电极及多个第二维透明导电极，用来形成多个触控感应点；一至多个信号产生器，用来产生至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中至少二者；一至多个模拟数字转换器，用来接收该多个第二维透明导电极的多个感应信号；以及一至多个运算单元，用来转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成并定位至少一触控点在该多个触控感应点上；其中，该至少两个正交信号是至少两弦波信号，且该至少两弦波信号的频率不是彼此的整数倍，或该至少两个正交信号包括具有相同频率但相位差90度的周波信号。

Description

触控感应器及其触控点定位方法
技术领域
本发明涉及一种触控感应器及其触控点定位方法，尤其涉及一种可同时发出多个可区别信号进行感应，并在感应信号中判断该多个可区别信号各别成份，以快速定位触控点的触控感应器及其触控点定位方法。
背景技术
一般来说，公知触控感应装置的触控点定位方法，都以时域扫描信号配合扫描时序截取面板感应信号，并以扫描的次序作为对应位置排列定位。
举例来说，请参考图1及图2，图1为公知一触控感应装置10的示意图，图2为图1所示的扫描频率信号w(1)～w(k)及一时序同步信号Syn的示意图。如图1所示，触控感应装置10包括有一触控感应面板100、一脉冲波信号产生器102、一模拟数字转换器(analog todigital converter，ADC)104以及一微处理器106。简单来说，触控感应面板100包括有垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)及水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)，其可形成触控感应点T(1,1)～T(j,k)，其中，公知透明导电极多为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)结构，成分为90％的In2O3与10％的SnO2的混合物，但也可以微细(肉眼不可视)的金属导线实现。
接着，如图1及图2所示，在公知触控感应装置10进行时域扫描定位时，脉冲波信号产生器102可根据一频率信号clk，依序产生扫描频率信号w(1)～w(k)予垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)并产生时序同步信号Syn予模拟数字转换器104，使得模拟数字转换器104可根据时序同步信号Syn接收水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)的感应信号s(1)～s(j)并进行模拟数字转换，然后微处理器106决定触控感应点T(1,1)～T(j,k)的相对应触控感应点信号P(1,1)～P(j,k)。例如，当根据时序同步信号Syn得知目前输出扫描频率信号w(m)予垂直透明导电极Tc(m)时，则此时所得的感应信号s(1)～s(j)即代表触控感应点T(1,m)～T(j,m)(即垂直透明导电极Tc(m)上的触控感应点)的相对应触控感应点信号P(1,m)～P(j,m)。最后，在脉冲波信号产生器102依序产生扫描频率信号w(1)～w(k)对垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)完成扫描后，微处理器106可根据触控感应点信号P(1,1)～P(j,k)的信号强度，决定触控点发生在触控感应点T(1,1)～T(j,k)的位置。
然而，公知触控感应装置10进行时域扫描定位时，由于需以扫描频率信号w(1)～w(k)逐一扫描垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)，且需配合时序同步信号Syn截取感应信号s(1)～s(j)的数据，因此速度慢且容易受干扰。有鉴于此，公知技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可同时发出多个可区别信号进行感应，并在感应信号中判断该多个可区别信号各别成份，以快速定位触控点的触控感应器及其触控点定位方法。
本发明公开一种触控感应器，包括有一触控感应面板，包括有多个第一维透明导电极及多个第二维透明导电极，用来形成多个触控感应点；一至多个信号产生器，用来产生至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中至少二者；一至多个模拟数字转换器，耦合至该多个第二维透明导电极，用来接收该多个第二维透明导电极的多个感应信号；以及一至多个运算单元，用来转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成并定位至少一触控点在该多个触控感应点上；其中，该至少两个正交信号是至少两弦波信号，且该至少两弦波信号的频率不是彼此的整数倍。
本发明还公开一种触控感应器，其特征在于，包括有一触控感应面板，包括有多个第一维透明导电极及多个第二维透明导电极，用来形成多个触控感应点；一至多个信号产生器，用来产生至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中至少二者；一至多个模拟数字转换器，耦合至该多个第二维透明导电极，用来接收该多个第二维透明导电极的多个感应信号；以及一至多个运算单元，用来转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成并定位至少一触控点在该多个触控感应点上；其中，该至少两个正交信号包括具有相同频率但相位差90度的周波信号。
本发明还公开一种触控点定位方法，用于一触控感应器中，包括有产生至少两个正交信号同时分别耦合至多个第一维透明导电极中至少二者；接收多个第二维透明导电极的多个感应信号；转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成；以及定位至少一触控点在该多个第一维透明导电极及该多个第二维透明导电极所形成的该多个触控感应点上；其中，该至少两个正交信号是至少两弦波信号，且该至少两弦波信号的频率不是彼此的整数倍。
本发明还公开一种触控点定位方法，用于一触控感应器中，其特征在于，包括有产生至少两个正交信号同时分别耦合至多个第一维透明导电极中至少二者；接收多个第二维透明导电极的多个感应信号；转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成；以及定位至少一触控点在该多个第一维透明导电极及该多个第二维透明导电极所形成的该多个触控感应点上；其中，该至少两个正交信号包括具有相同频率但相位差90度的周波信号。
在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。
附图说明
图1为公知一触控感应装置的示意图。
图2为图1所示的扫描频率信号及一时序同步信号的示意图。
图3为本发明实施例一触控感应装置的示意图。
图4为图3所示的可区别信号为不同频率的周波信号的示意图。
图5为图3所示的可区别信号为不同频率的周波信号时，感应信号的示意图。
图6为图3所示的一运算单元对一感应信号进行转换的示意图。
图7为本发明实施例一触控点定位流程的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、30 触控感应装置
100、300 触控感应面板
102 脉冲波信号产生器
104、304 模拟数字转换器
106 微处理器
302 信号产生器
306 运算单元
70 流程
702～708 步骤
Tc(1)～Tc(k) 垂直透明导电极
Tr(1)～Tr(j) 水平透明导电极
T(1,1)～T(j,k) 触控感应点
clk、clk＇ 频率信号
w(1)～w(k) 扫描频率信号
Syn 时序同步信号
s(1)～s(j)、s(1)＇～s(j)＇ 感应信号
P(1,1)～P(j,k)、P(1,1)＇～P(j,k)＇ 触控感应点信号
f(1)～f(k) 可区别信号
具体实施方式
请参考图3，图3为本发明实施例一触控感应装置30的示意图。如图3所示，触控感应装置30包括有一触控感应面板300、一信号产生器302、一模拟数字转换器(analog todigital converter，ADC)304以及一运算单元306。简单来说，触控感应面板300与触控感应面板100部分相似因此以相同符号标示，包括有垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)及水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)，其可形成触控感应点T(1,1)～T(j,k)。信号产生器302可根据频率信号clk＇产生可区别信号f(1)～f(k)同时分别耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)，模拟数字转换器304可耦合至水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)，用来接收水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)的感应信号s(1)＇～s(j)＇并进行模拟数字转换，运算单元306可转换感应信号s(1)＇～s(j)＇，以判断感应信号s(1)＇～s(j)＇中可区别信号f(1)～f(k)的成份组成决定触控感应点T(1,1)～T(j,k)的相对应触控感应点信号P(1,1)＇～P(j,k)＇，再定位至少一触控点在触控感应点T(1,1)～T(j,k)上。
在此情形下，由于运算单元306可判断感应信号s(1)＇～s(j)＇中可区别信号f(1)～f(k)的成份组成，因此可区别信号f(1)～f(k)可同时分别耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)再由运算单元306进行判断，而不需如公知技术对垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)依序扫描。如此一来，本发明可同时耦合可区别信号f(1)～f(k)至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)而不需依序扫描，然后随时接收并转换感应信号s(1)＇～s(j)＇，再根据其中可区别信号f(1)～f(k)的成份组成判断触控点位置而不需配合同步，因此可加快触控制侦测速度。
详细来说，可区别信号f(1)～f(k)可为彼此正交的正交信号或具有其它可进行区别的特性的信号，再由运算单元306根据正交性或其它特性判断感应信号s(1)＇～s(j)＇中可区别信号f(1)～f(k)的成份组成。举例来说，可区别信号f(1)～f(k)可为彼此正交的周波信号，如具有不同频率的周波信号(例如弦波信号Sn、Sm分别具有频率fn、fm，其中fn＝r*fm，r不是整数)，或具有相同频率但相位差90度的周波信号，再由运算单元306对感应信号s(1)＇～s(j)＇的频谱及相位进行分析，以决定可区别信号f(1)～f(k)的成份组成。如此一来，运算单元306能分解正交信号为多个单频率信号，且运算单元306能根据多个单频信号，分析并辨识正交信号。
举例来说，请参考图4及图5，图4为图3所示的可区别信号f(1)～f(k)为不同频率的周波信号的示意图，图5为图3所示的可区别信号f(1)～f(k)为不同频率的周波信号时(此例为弦波)，感应信号s(1)＇～s(j)＇的示意图。如图4及图5所示，由于垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)同时分别耦合可区别信号f(1)～f(k)，因此水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)因触控点迭加部分可区别信号f(1)～f(k)而产生的感应信号s(1)＇～s(j)＇，会因为触控点位置而不同(如位在水平透明导电极Tr(1)上的触控点及水平透明导电极Tr(j)上的触控点所对应的垂直透明导电极不同，因此所迭加的感应信号s(1)＇、s(j)＇的波形也不同)。
在此情形下，请参考图6，图6为图3所示的运算单元306对感应信号s(1)＇进行转换的示意图。如图6所示，若信号产生器302所产生的可区别信号f(1)～f(k)分别为10Hz、20Hz、30Hz…(100*k)Hz的周波信号，当两触控点落在水平透明导电极Tr(1)与垂直透明导电极Tc(5)、Tc(7)所相交的触控感应点T(1,5)、T(1,7)时，运算单元306将由水平透明导电极Tr(1)所截取的感应信号s(1)＇由时域转换至频域后，可得如图6所示的频谱信号，即在频率为50Hz及70Hz处有信号(右侧信号为进行转换时所产生的对称信号)，因此运算单元306可对应得知在水平透明导电极Tr(1)与垂直透明导电极Tc(5)、Tc(7)所相交的触控感应点T(1,5)、T(1,7)有触控发生。
上述运算单元306将感应信号s(1)＇由时域转换至频域的运算可以为离散傅立叶转换(Discrete Fourier Transform，DFT)或快速傅利叶转换(Fast Fourier Transform，FFT)，但由于仅特定频率的反应量有意义(如与可区别信号f(1)～f(k)相关的10Hz、20Hz、30Hz…(100*k)Hz的频率)，故可针对特定频率作运算处理，以简化运算的复杂度。快速傅利叶转换为高效率的离散傅立叶转换的运算方法，离散傅立叶转换与快速傅利叶转换为本领域普通技术人员所熟知，在此不再赘述。
值得注意的是，本发明的主要精神在于可同时耦合可区别信号至垂直透明导电极而不需依序扫描，然后随时接收并转换感应信号，再根据感应信号中可区别信号的成份组成判断触控点位置而不需配合同步，因此可加快触控制侦测速度。本领域普通技术人员当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，在上述实施例中，可区别信号f(1)～f(k)同时全部耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)，但在其它实施例中，也可分批将可区别信号f(1)～f(k)中部分可区别信号同时耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)中部分垂直透明导电极，只要能同时耦合并分析其中可区别信号的成份组成即可达到加快触控制侦测速度的效果，并不限于一次同时全部耦合；此外，上述信号产生器302、模拟数字转换器304以及运算单元306都各以一个来说明其效果，但在其它实施例中，也可由多个信号产生器、多个模拟数字转换器以及多个运算单元实施，再利用分别负责相对应透明导电极或合作负责全部透明导电极的方式达成其作用。
再者，上述实施例中可区别信号f(1)～f(k)以弦波的周波信号为例进行说明，但在其它实施例中，周波信号也可为三角波或方波等具有主频率的周期性波形；而上述可区别信号f(1)～f(k)以周波信号实施时，以离散傅立叶转换或快速傅利叶转换分析频率的成份组成以判断触控点，但在其它实施例中，可区别信号f(1)～f(k)也可以正交信号实施时，再根据正交信号的正交性判断触控点。例如，同频率但相位差90度的信号，或不同频率且频率不是彼此的整数倍的信号可由其正交性被分解、被分析再被辨识。甚至，可区别信号f(1)～f(k)可为具有其它可区别特性的信号，再利用其可区别特性判断触控点即可。
除此之外，由于如杂散电容多寡等机构特性，因此特定频率的信号在特定位置的透明导电极可能会造成感应信号特别衰减或放大，因此除了上述固定以可区别信号f(1)～f(k)的顺序同时耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)外，在其它实施例中，也可动态分配可区别信号f(1)～f(k)耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)的顺序，如第一时间点以可区别信号f(1)、f(2)、…f(k)的顺序耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)，而第二时间点以可区别信号f(2)、f(3)、…f(k)、f(1)的顺序耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)，如此可避免固定以特定频率的信号耦合特定位置的透明导电极，而造成感应信号特别衰减或放大。
更进一步地，模拟数字转换器304可以快闪式模拟数字转换器(Flash-ADC)、连续近似模拟数字转换器(Successive approximation ADC)或积分三角模拟数字转换器(Sigma-Delta ADC)等模拟数字转换器实施，而运算单元306可以中央处理器/随机存取存储器型(CPU/RAM base)运算单元(如微处理器)或特定功能运算单元实施(如以硬件形式实施离散傅立叶转换、快速傅利叶转换、其它时域转频域或其它可判断感应信号s(1)＇～s(j)＇中可区别信号f(1)～f(k)的成份组成的运算)。
因此，触控感应装置30的触控点定位操作，可归纳为一触控点定位流程70，如图7所示，其包括以下步骤：
步骤700：开始。
步骤702：产生至少两个可区别信号(如正交信号)同时分别耦合至垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)中至少二者。
步骤704：接收水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)的感应信号s(1)＇～s(j)＇。
步骤706：转换感应信号s(1)＇～s(j)＇，以判断感应信号s(1)＇～s(j)＇中该至少两个可区别信号(例如正交信号)的成份组成。
步骤708：定位至少一触控点在垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)及水平透明导电极Tr(1)～Tr(j)所形成的触控感应点T(1,1)～T(j,k)上。
步骤710：结束。
触控点定位流程70的详细操作可参考以上叙述，在此不再赘述。
在公知技术中，公知触控感应装置10进行时域扫描定位时，由于需以扫描频率信号w(1)～w(k)逐一扫描垂直透明导电极Tc(1)～Tc(k)，且需配合时序同步信号Syn截取感应信号s(1)～s(j)的数据，因此速度慢且容易受干扰。相较之下，本发明的主要精神在于可同时耦合可区别信号至垂直透明导电极而不需依序扫描，然后随时接收并转换感应信号，再根据感应信号中可区别信号的成份组成判断触控点位置而不需配合同步，因此可加快触控制侦测速度。
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 (12)

1.一种触控感应器，其特征在于，包括有：
一触控感应面板，包括有多个第一维透明导电极及多个第二维透明导电极，用来形成多个触控感应点；
一至多个信号产生器，用来产生至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中至少二者；
一至多个模拟数字转换器，耦合至该多个第二维透明导电极，用来接收该多个第二维透明导电极的多个感应信号；以及
一至多个运算单元，用来转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成并定位至少一触控点在该多个触控感应点上；
其中，该至少两个正交信号是至少两弦波信号，且该至少两弦波信号的频率不是彼此的整数倍。
2.如权利要求1所述的触控感应器，其特征在于，该至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中每一者。
3.如权利要求1所述的触控感应器，其特征在于，该一至多个模拟数字转换器随时接收该多个第二维透明导电极的该多个感应信号。
4.如权利要求1所述的触控感应器，其特征在于，该至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中该至少二者的顺序为动态分配。
5.如权利要求1所述的触控感应器，其特征在于，该一至多个模拟数字转换器为快闪式模拟数字转换器、连续近似模拟数字转换器或积分三角模拟数字转换器。
6.如权利要求1所述的触控感应器，其特征在于，该一至多个运算单元为中央处理器/随机存取存储器型运算单元或特定功能运算单元。
7.一种触控感应器，其特征在于，包括有：
一触控感应面板，包括有多个第一维透明导电极及多个第二维透明导电极，用来形成多个触控感应点；
一至多个信号产生器，用来产生至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中至少二者；
一至多个模拟数字转换器，耦合至该多个第二维透明导电极，用来接收该多个第二维透明导电极的多个感应信号；以及
一至多个运算单元，用来转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成并定位至少一触控点在该多个触控感应点上；
其中，该至少两个正交信号包括具有相同频率但相位差90度的周波信号。
8.一种触控点定位方法，用于一触控感应器中，其特征在于，包括有：
产生至少两个正交信号同时分别耦合至多个第一维透明导电极中至少二者；
接收多个第二维透明导电极的多个感应信号；
转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成；以及
定位至少一触控点在该多个第一维透明导电极及该多个第二维透明导电极所形成的该多个触控感应点上；
其中，该至少两个正交信号是至少两弦波信号，且该至少两弦波信号的频率不是彼此的整数倍。
9.如权利要求8所述的触控点定位方法，其特征在于，产生该至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中该至少二者的步骤包括有：
产生该至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中每一者。
10.如权利要求8所述的触控点定位方法，其特征在于，接收该多个第二维透明导电极的该多个感应信号的步骤包括有：
随时接收该多个第二维透明导电极的该多个感应信号。
11.如权利要求8所述的触控点定位方法，其特征在于，还包括有：
动态分配该至少两个正交信号同时分别耦合至该多个第一维透明导电极中该至少二者的顺序。
12.一种触控点定位方法，用于一触控感应器中，其特征在于，包括有：
产生至少两个正交信号同时分别耦合至多个第一维透明导电极中至少二者；
接收多个第二维透明导电极的多个感应信号；
转换该多个感应信号，以判断该多个感应信号中该至少两个正交信号的成份组成；以及
定位至少一触控点在该多个第一维透明导电极及该多个第二维透明导电极所形成的该多个触控感应点上；
其中，该至少两个正交信号包括具有相同频率但相位差90度的周波信号。
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