CN110162207B - 触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置 - Google Patents

Abstract

一种触控感测装置的信号处理方法，包括：以一批次量依照全面板的多个感测点的信号生成顺序将此些感测点的感测信号依序划分成多个信号序列；以及将各信号序列依序进行多个信号处理程序。

Description

触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置

技术领域

本发明涉及一种触控感测技术，特别涉及一种触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置。

背景技术

为了提升使用上的便利性，越来越多电子装置使用触碰屏幕(touch screen)作为操作界面，以让用户直接在触碰屏幕上点选画面来进行操作，从而提供更为便捷且人性化的操作模式。触控屏幕主要由提供显示功能的显示器以及提供触控功能的触控感测装置所组成。

触控感测装置以感测方式可包括电阻式触控感测装置、电容式触控感测装置、电感式触控感测装置和光学式触控感测装置等等。以电容式触控感测装置为例。在感测过程中，当触控感测装置检测到某个坐标位置的电容值的变化时，感测装置判断此坐标位置有被用户触碰。因此，在运作时，感测装置会对每一个坐标位置都储存有未触碰的电容值，并且在后续接收到最新的电容值时，通过比对最新的电容值与未触碰的电容值来判断此电容值所对应的位置是否有被触碰。

然而，在触控感测装置检测得到全面板的触碰感测信号(即所有感测点的电容值)后，全面板的触碰感测信号需进行多项信号处理，以致处理运算的效能有所受限，并且使用较多的暂态存储空间，整体效益仍有改善空间。而改善方式是利用较精密的软硬件时态协动(state synchronization)。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明在于提供一种触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置，以解决当具有同步且实时性的信号撷取时，由于同时使用较多的硬件资源及较长的处理程序，使得资源的使用与信号数量呈现类似几何级数的对比，因此限制了较大同步信号的及时处理能力的问题。

在一实施例中，一种触控感测装置的信号处理方法，包括：以一批次量依照全面板的多个感测点的信号生成顺序将此些感测点的多个感测信号依序划分成多个信号序列；以及将各信号序列依序进行多个信号处理程序。

在一实施例中，一种触控感测装置，包括：多条驱动电极线、多条感应电极线、一驱动检测单元以及一控制单元。多条驱动电极线与多条感应电极线交错，并且多条驱动电极线与多条感应电极线界定多个感测点。驱动检测单元电性连接驱动电极线与感应电极线，并且进行此些感测点的触控检测以生成各感测点的感测信号。控制单元电性连接驱动检测单元。控制单元包括：一序列生成元件以及多个信号处理元件。序列生成元件以一批次量将所有感测点的感测信号依序划分成多个信号序列。多个信号处理元件依序串接。其中，各信号序列依序由各信号处理元件进行信号处理。

综上所述，根据本发明的触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置，其能利用连续暂态技术进行全面板的触碰感测信号的一连串信号处理，以大幅减少存储器需求量，并缩减信号处理程序中的信号传输时间，换言之，以较有效处理时间及暂态存储器使用空间，在维持精准信号读取的前提下，增加感测过程的效率，进而提升触控处理的运算速度、提升FPS(Frame per Second)或使整体系统有更多时间进行更为精密的微调运算。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的触控感测装置的方框示意图。

图2为图1中信号感测器的一实施例的示意图。

图3为根据本发明一实施例的触控感测装置的信号处理方法的流程示意图。

图4为图1的控制单元的一实施例的方框示意图。

图5为图1的控制单元的另一实施例的方框示意图。

图6为图3的步骤S13一示范例的示意图。

图7为图1的控制单元的又一实施例的方框示意图。

附图标记说明

12：信号处理电路

14：信号感测器

121：驱动检测单元

123：控制单元

1231：序列生成元件

1233-1～1233-p：信号处理元件

1233：中央处理器

1235：直接存储器存取元件

1237：总线

127：储存单元

127-0～127-p：缓冲空间

X1～Xn：驱动电极线

Y1～Ym：感应电极线

P(1,1)～P(n,m)：感测点

S11～S13：步骤

具体实施方式

首先，根据本发明任一实施例的触控感测装置的信号处理方法可适用于一触控感测装置，例如但不限于触控面板、电子画板、手写板等。在一些实施例中，触控感测装置还可与显示器整合成触控屏幕。并且，触控感测装置的触碰可以是用手、触控笔、或触控画笔等触碰元件来发生。

图1为根据本发明一实施例的触控感测装置的方框示意图。请参考图1，触控感测装置包含一信号处理电路12以及一信号感测器14。信号感测器14连接信号处理电路12。其中，信号感测器14可为电阻式感测器、电容式感测器、电感式感测器或光学式感测器等等。

以电容式感测器为例，信号感测器14包括交错配置的多个电极(例如，驱动电极线X1～Xn以及感应电极线Y1～Ym)。其中，n及m为正整数。n可等于m，也可不等于m。从俯视视角来看，驱动电极线X1～Xn与感应电极线Y1～Ym相互交错，并且界定以一矩阵配置的多个感测点P(1,1)～P(n,m)，如图2所示。在一些实施例中，从俯视角来看，交叠后的驱动电极线X1～Xn以及感应电极线Y1～Ym呈菱形蜂巢状、网格状或栅状。在一些实施例中，驱动电极线X1～Xn以及感应电极线Y1～Ym可以位于不同平面(位于不同感测层上)，并且不同平面之间可以但不限于夹置有绝缘层(图中未示)。在另一些实施例中，驱动电极线X1～Xn以及感应电极线Y1～Ym也可以位于同一平面，也就是仅位于单一感测层上。

信号处理电路12包含驱动检测单元121及控制单元123。控制单元123耦接驱动检测单元121。驱动检测单元121包含驱动元件及检测元件。在此，驱动元件及检测元件可以整合成单一元件，也可以采用二个元件来实现，在设计时根据现况来决定。驱动元件用以输出驱动信号以驱动各感测点(如，依序输出驱动信号至驱动电极线X1～Xn)，而检测元件用以量测各感测点的感测信号(如，经由任一感应电极线量测其与被驱动的驱动电极线所构成的感测点的电容值)。在此，控制单元123能用以控制驱动检测单元121的运作并且根据背景信号(已确定无触碰的电容值)与感测信号(待检测触碰是否发生的电容值)判断各感测点的电容值变化。

在此，在驱动检测单元121进行所有感测点P(1,1)～P(n,m)的触控检测(即扫描全面板)以生成感测点P(1,1)～P(n,m)的感测信号(即全面板的感测信号)后，控制单元123可利用连续暂态技术进行全面板的感测信号的一连串信号处理(例如：模拟数字转换、滤波、衰减、信号整形等)。

以下进一步详细说明触控感测装置的信号处理程序。

图3为根据本发明一实施例的触控感测装置的信号处理方法的流程示意图。图4为图1之控制单元123的一实施例的方框示意图。

请参照图1至图4，控制单元123可包括一序列生成元件1231以及多个信号处理元件1233-1～1233-p。序列生成元件1231与信号处理元件1233-1～1233-p依序串接。每一个信号处理元件1233-1～1233-p会分别执行一种信号处理程序。在一些实施例中，信号处理电路12可包含一储存单元127，并且储存单元127耦接控制单元123。其中，p为大于或等于2的正整数。

序列生成元件1231以一批次量依照全面板的感测点P(1,1)～P(n,m)的信号生成顺序将全面板的感测点P(1,1)～P(n,m)的感测信号依序划分成多个信号序列(步骤S11)。其中，批次量为每一信号序列所具有的感测点的感测信号的最大数量。

各信号序列依序由各信号处理元件1233-1～1233-p进行信号处理(步骤S13)。

举例来说，全面板的感测信号被划分成第一信号序列至第k信号序列。其中，k为大于或等于2的正整数。第一时点，第一信号序列先由信号处理元件1233-1进行信号处理。第二时点，信号处理元件1233-1处理后的第一信号序列会由信号处理元件1233-2进行信号处理，而信号处理元件1233-1接续进行第二信号序列的信号处理。第三时点，信号处理元件1233-2处理后的第一信号序列会由信号处理元件1233-3进行信号处理，信号处理元件1233-1处理后的第二信号序列会由信号处理元件1233-2进行信号处理，而信号处理元件1233-1接续进行第三信号序列的信号处理。依此类推，直至最后一个信号处理元件1233-p完成最后一个信号序列(即，第k信号序列)的信号处理。换言之，控制单元123以一个信号序列为单位进行各个信号处理程序。

在一实施例中，驱动/检测单元121所生成的全面板的感测信号可先储存在储存单元127的缓冲空间127-0中以待进行后续一连串信号处理。序列生成元件1231能在从缓冲空间127-0读出全面板的感测信号时依照信号生成顺序以一批次量将全面板的感测信号设定成多个信号序列。以批次量为j个信号为例，序列生成元件1231从缓冲空间127-0读出全面板的感测信号中前j个感测点的感测信号作为第一信号序列，并提供第一阶的信号处理元件1233-1进行信号处理。在第一阶的信号处理元件1233-1输出第一信号序列后，序列生成元件1231再从缓冲空间127-0读出全面板的感测信号中接续j个感测点的感测信号作为第二信号序列，并提供第一阶的信号处理元件1233-1进行信号处理。依此类推，直至读出所有感测点P(1,1)～P(n,m)的感测信号。其中，j为大于1且小于n*m的正整数。

在另一实施例中，序列生成元件1231能在驱动检测单元121所生成的全面板的感测信号时依照信号生成顺序以一批次量将驱动检测单元121一次面板扫描所得的信号进行分段，以依序得到各信号序列(即，构成全面板的感测信号的多个信号序列中的每一者)。并且，在序列生成元件1231得到每一信号序列后，随即提供给第一阶的信号处理元件1233-1进行信号处理。此时，即可省略缓冲空间127-0。以批次量为j个信号为例，在驱动检测单元121扫描全面版时，序列生成元件1231依序接收驱动检测单元121生成的各感测点的感测信号并且每接收到j个感测点的感测信号时形成一信号序列，随即提供给第一阶的信号处理元件1233-1进行信号处理。其中，j为大于1且小于n*m的正整数。

换言之，多个信号序列包括所有感测点P(1,1)～P(n,m)的感测信号。举例来说，假设信号序列的数量为k、批次量为j个信号且每个信号序列均具有j个感测点的感测信号，k*j＝n*m。

在一些实施例中，信号处理元件1233-1～1233-p可包括模拟数字转换器、滤波器、衰减器(attenuator)以及信号整形器(shapper)其中至少一种。

在一些实施例中，请参照图5，储存单元127可进一步包括信号处理元件1233-1～1233-p分别对应的多个缓冲空间127-1～127-p。此时，信号处理元件信号处理后的信号序列先暂存于信号处理元件对应的缓冲空间，然后再由下一信号处理元件进行信号处理。举例来说，全面板的感测信号被划分成第一信号序列至第k信号序列。其中，k为大于或等于2的正整数。首先，序列生成元件1231读出第一信号序列并暂存于缓冲空间127-1。第一时点，信号处理元件1233-1自缓冲空间127-1读入第一信号序列并进行第一信号序列的信号处理。第二时点，信号处理元件1233-1处理后的第一信号序列会先暂存于缓冲空间127-2。序列生成元件1231读出第二信号序列并暂存于缓冲空间127-1。第三时点，信号处理元件1233-1自缓冲空间127-1读入第二信号序列并进行第二信号序列的信号处理。信号处理元件1233-2自缓冲空间127-2读入第一信号序列并进行第一信号序列的信号处理。第四时点，信号处理元件1233-1处理后的第二信号序列会先暂存于缓冲空间127-2。信号处理元件1233-2处理后的第一信号序列会先暂存于缓冲空间127-3。序列生成元件1231读出第三信号序列并暂存于缓冲空间127-1。依此类推，直至最后一个信号处理元件1233-p完成最后一个信号序列(即，第k信号序列)的信号处理。换言之，控制单元123以一个信号序列为单位进行各个信号处理程序，并且在进行任一信号处理程序之前先暂存在缓冲空间中。其中，当批次量越小时，各缓冲空间可以越小。

举例来说，请参照图6，假设信号处理元件分别是模拟数字转换器、滤波器以及信号整形器。全面板的感测信号被划分成第一信号序列S1至第四信号序列S4。第一信号序列S1至第四信号序列S4依序且分别由模拟数字转换器、滤波器以及信号整形器进行信号处理。

在一实施例中，控制单元123可由一中央处理器(CPU)实现。换言之，序列生成元件1231以及多个信号处理元件1233-1～1233-p可由此中央处理器实现。

在一实施例中，参照图7，控制单元123可由一中央处理器1233与一直接存储器存取(Direct Memory Access，DMA)元件1235实现。中央处理器1233、直接存储器存取元件1235与缓冲空间127-1～127-p均耦接至总线1237。在此，多个信号处理元件1233-1～1233-p可由此中央处理器1233实现。并且，由直接存储器存取元件1235控制各信号处理元件对其对应的缓冲空间的存取运作，以避免增加中央处理器1233的工作。此时，多个信号序列的划分步骤(步骤S11)也能由直接存储器存取元件1235实现，即省略序列生成元件1231。

在一些实施例中，信号处理电路12可由一个或多个芯片实现。在一些实施例中，储存单元127还可用以储存相关的软件/固件程序、数据、数据及其组合等。在此，储存单元127可由一个或多个存储器实现。

在一些实施例中，根据本发明的触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置，可借由信号处理的各阶段予以分段视作同步协动，并仅对当前作业所需使用暂态存储器(缓冲空间127-1～127-p)，每一信号序列以阶段式轮动方式以周转于不同分段的硬件(信号处理元件)，其同时也使所使用的暂态存储器做滚轮式的“取得”>“锁定”>“使用”>“用毕”>“释放”动作，可较迅速以较节省软硬件资源方式，集结所需结果，缩小整体周期时间。例如，在触控应用下，即可据以提升FPS，且有更多提升信号质量的时间与机会。换言之，根据本发明的触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置，能以较小的处理时间及暂态存储器的使用空间，在维持精准信号读取的前提下，增加感测过程的效率。

综上所述，根据本发明的触控感测装置的信号处理方法及触控感测装置，其能利用连续暂态技术进行全面板的感测信号的一连串信号处理，从而大幅减少存储器需求量，并缩减信号处理程序中的信号传输时间，进而提升触控处理的运算速度、提升FPS(Frameper Second)或使整体系统有更多时间进行更为精密的微调运算。

Claims (8)

1.一种触控感测装置的信号处理方法，其特征在于，包括：

以每一批次量为一序列的方式依照全面板的多个感测点的信号生成顺序将量测得到的该多个感测点的多个感测信号依序划分成多个信号序列，其中该批次量为j个信号，以及j为大于1且小于该多个感测点的总数的正整数；以及

将各该信号序列以阶段式轮动方式依序且逐一经过多个信号处理程序的信号处理，其中该多个信号处理程序分别由依序串接的多个信号处理单元执行。

2.如权利要求1所述的触控感测装置的信号处理方法，其特征在于，在将各该信号序列依序进行该多个信号处理程序的步骤中，该多个信号处理程序中的一信号处理程序信号处理后的该信号序列接续由下一该信号处理程序进行信号处理，且该信号处理程序在完成该信号序列的信号处理后接续进行下一该信号序列的信号处理。

3.如权利要求1所述的触控感测装置的信号处理方法，其特征在于，该多个信号处理程序分别对应多个缓冲空间，以及在将各该信号序列依序进行该多个信号处理程序的步骤中，该多个信号处理程序中的一信号处理程序信号处理后的该信号序列先暂存于该信号处理程序对应的该缓冲空间，然后再由下一该信号处理程序进行信号处理，并且该信号处理程序在完成该信号序列的信号处理后接续进行下一该信号序列的信号处理。

4.如权利要求1所述的触控感测装置的信号处理方法，其特征在于，还包括：

进行该多个感测点的触控检测以生成该全面板的该多个感测点的感测信号。

5.如权利要求4所述的触控感测装置的信号处理方法，其特征在于，该多个感测点由多条驱动电极线与多条感应电极线交错设置以界定。

6.一种触控感测装置，其特征在于，包括：

一信号感测器，包括多个感测点；

一驱动检测单元，电性连接该信号感测器，进行该多个感测点的触控检测以生成该多个感测点的多个感测信号；以及

一控制单元，电性连接该驱动检测单元，该控制单元包括：

一序列生成元件，以每一批次量为一序列的方式依照该多个感测点的信号生成顺序将该多个感测点的该多个感测信号依序划分成多个信号序列，其中该批次量为j个信号，以及j为大于1且小于该多个感测点的总数的正整数；以及

多个信号处理元件，依序串接，其中各该信号序列以阶段式轮动方式依序且逐一地由该多个信号处理元件进行信号处理，其中该多个信号处理元件分别是进行不同阶段的信号处理。

7.如权利要求6所述的触控感测装置，其特征在于，该多个信号处理元件中的一信号处理元件信号处理后的该信号序列接续由下一该信号处理元件进行信号处理，且该信号处理元件在完成该信号序列的信号处理后接续进行下一该信号序列的信号处理。

8.如权利要求6所述的触控感测装置，其特征在于，还包括：多个缓冲空间，以及其中该多个信号处理元件中的一信号处理元件信号处理后的该信号序列先暂存于该信号处理元件对应的该缓冲空间，然后再由下一该信号处理元件进行信号处理，并且该信号处理元件在完成该信号序列的信号处理后接续进行下一该信号序列的信号处理。

Images