CN110612508B - 触摸控制器、解调方法及触控系统 - Google Patents

触摸控制器、解调方法及触控系统 Download PDF

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Abstract

一种触摸控制器(16)，包括信号产生模块(12)，耦接于一触控面板的多个传送电极(TE1～TEM)，用来将一第一传送信号输出至一第一传送电极(TEa)并同时将一第二传送信号输出至一第二传送电极(TEb)，其中所述第一传送信号具有一第一相位)，所述第二传送信号具有一第二相位；以及解调模块(14)，耦接于所述触控面板的多个接收电极(RE1～REN)，用来根据于所述多个接收电极一接收电极(REn)的一接收信号(RXn)，计算于所述接收信号中对应于所述第一相位的一第一振幅(A)以及所述第二相位的一第二振幅(B)。

Description

触摸控制器、解调方法及触控系统
技术领域
本申请涉及一种触摸控制器、解调方法及触控系统，尤其涉及一种缩小信号带宽的触摸控制器、解调方法及触控系统。
背景技术
随着科技日益进步，近年来各种电子产品的操作接口逐渐人性化。举例而言，透过触控面板，使用者可直接以手指或触控笔在屏幕上操作、输入信息/文字/图样，省去使用键盘或按键等输入设备的麻烦。实际上，触控屏通常由一感应面板及设置于感应面板后方的显示器组成。电子装置根据用户在感应面板上所触碰的位置，以及当时显示器所呈现的画面，来判断该次触碰的意涵，并执行相对应的操作结果。
现有触控技术已发展出同时(于同一时间)利用二个不同频率且相互正交的信号对触控系统的二个传送电极进行打码(即传送二个信号至二个电极)，由于打码信号彼此之间相互正交，在解调过程中可分辨出于不同频率所承载的信号。图7所示的二个相互正交的信号频谱，其频率分别为fa及fb，对应二相互正交信号的信号频率需相互保持一特定频率间隔，才能维持其相互正交的特性。然而，若传送二个或多个相互正交的信号，其信号所占用的带宽(简称信号带宽)较大，且需确保信号带宽内无其他干扰，而增加触控系统设计的难度。
因此，如何在同时传送多个信号至多个电极的情况下缩小信号带宽，就成为业界所努力的目标之一。
发明内容
因此，本申请部分实施例的目的即在于提供一种缩小信号带宽的触摸控制器、解调方法及触控系统，以改善现有技术的缺点。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种触摸控制器，包括信号产生模块，耦接于一触控面板的多个传送电极，用来将一第一传送信号输出至所述多个传送电极中一第一传送电极并同时将一第二传送信号输出至所述多个传送电极中一第二传送电极，其中所述第一传送信号具有一第一相位，所述第二传送信号具有不同于第一相位的一第二相位；以及解调模块，耦接于所述触控面板的多个接收电极，用来接收于所述多个接收电极一接收电极的一接收信号，并根据所述接收信号，计算于所述接收信号中对应于所述第一相位的一第一振幅以及所述第二相位的一第二振幅；其中，所述第一振幅用于判断所述第一传送电极与所述接收电极之间的电容，所述第二振幅用于判断所述第二传送电极与所述接收电极之间的电容。
例如，所述信号产生模块于一第一时间输出所述第一传送信号至所述第一传送电极，所述解调模块于所述第一时间接收于所述多个接收电极一接收电极的一第一接收信号，并产生对应于所述第一接收信号的一第一分量以及一第二分量；所述信号产生模块于一第二时间输出所述第二传送信号至所述第二传送电极，所述解调模块于所述第二时间接收于所述接收电极的一第二接收信号，并产生对应于所述第二接收信号的一第三分量以及一第四分量；所述信号产生模块于一第三时间输出所述第一传送信号至所述第一传送电极并同时输出所述第二传送信号至所述第二传送电极，所述解调模块于所述第三时间接收于所述接收电极的一第三接收信号，并产生对应于所述第三接收信号的一第五分量以及一第六分量；以及所述解调模块根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算于所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅。
例如，所述解调模块用来执行以下步骤，以根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算于所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅：根据所述第一分量及所述第二分量计算对应于所述第一传送电极与所述接收电极之间的一第一接收相位角度；根据所述第三分量及所述第四分量计算对应于所述第二传送电极与所述接收电极之间的一第二接收相位角度；对一第一坐标进行相关于所述第二接收相位角度的坐标旋转运算，以取得一第二坐标的一第七分量，其中所述第一坐标由所述第五分量及所述第六分量所形成，所述第七分量为所述第二坐标于一第一维度的分量；对所述第一坐标进行相关于所述第一接收相位角度的坐标旋转运算，以取得一第三坐标的一第八分量，其中所述第八分量为所述第三坐标于一第二维度的分量，所述第一维度与所述第二维度正交；以及根据所述第七分量，取得所述第一振幅，并根据所述第八分量，取得所述第二振幅。
例如，所述解调模块包括坐标旋转数字计算器，用来利用一坐标旋转数字算法执行以下步骤：根据所述第一分量及所述第二分量计算对应于所述第一接收相位角度；根据所述第三分量及所述第四分量计算对应于所述第二接收相位角度；对所述第一坐标进行相关于所述第二接收相位角度的坐标旋转运算，以取得所述第二坐标的所述第七分量；以及对所述第一坐标进行相关于所述第一接收相位角度的坐标旋转运算，以取得所述第三坐标的所述第八分量。
例如，所述解调模块用来执行以下步骤，根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算于所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅：根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，形成一解码矩阵：根据所述第五分量以及所述第六分量，形成一第一向量；将所述译码矩阵乘以所述第一向量，以取得一第二向量；以及根据第二向量，取得所述第一振幅以及所述第二振幅。
例如，所述解码矩阵正比于
Figure BDA0001581106250000041
其中IA代表所述第一分量，QA代表所述第二分量，IB代表所述第三分量，QB代表所述第四分量。
例如，所述第一分量为所述第一接收信号的同相分量，所述第三分量为所述第二接收信号的同相分量，所述第五分量为所述第三接收信号的同相分量，所述第二分量为所述第一接收信号的正交分量，所述第四分量为所述第二接收信号的正交分量，所述第六分量为所述第三接收信号的正交分量。
例如，所述第一分量为所述第一接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第三分量为所述第二接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第五分量为所述第三接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第二分量为所述第一接收信号对应于所述第二相位的分量，所述第四分量为所述第二接收信号对应于所述第二相位的分量，所述第六分量为所述第三接收信号对应于所述第二相位的分量。
本申请实施例另提供了一种解调方法，应用于一触控系统中的触摸控制器，所述触摸控制器包括信号产生模块以及解调模块，所述解调方法包括：将一第一传送信号输出至一触控面板的多个传送电极中一第一传送电极并同时将一第二传送信号输出至所述多个传送电极中一第二传送电极，其中所述第一传送信号具有一第一相位，所述第二传送信号具有一第二相位；以及接收于所述触控面板的多个接收电极一接收电极的一接收信号，并根据所述接收信号，计算于所述接收信号中对应于所述第一相位的一第一振幅以及所述第二相位的一第二振幅；其中，所述第一振幅用于判断所述第一传送电极与所述接收电极之间的电容，所述第二振幅用于判断所述第二传送电极与所述接收电极之间的电容。
本申请实施例另提供了一种触控系统，包括：触控面板以及触摸控制器，所述触控面板包括多个传送电极以及多个接收电极；所述触摸控制器包括信号产生模块，耦接于所述触控面板的所述多个传送电极，用来将一第一传送信号输出至所述多个传送电极中一第一传送电极并同时将一第二传送信号输出至所述多个传送电极中一第二传送电极，其中所述第一传送信号具有一第一相位，所述第二传送信号具有不同于第一相位的一第二相位；以及解调模块，耦接于所述触控面板的多个接收电极，用来接收于所述多个接收电极一接收电极的一接收信号，并根据所述接收信号，计算于所述接收信号中对应于所述第一相位的一第一振幅以及所述第二相位的一第二振幅；其中，所述第一振幅用于判断所述第一传送电极与所述接收电极之间的电容，所述第二振幅用于判断所述第二传送电极与所述接收电极之间的电容。
本申请实施例利用解码矩阵来对非正交的传送信号进行解调，以计算出对应于多个传送信号的能量，判断触碰事件发生的坐标。相较于现有技术，本申请具有较小信号频带的优点。
附图说明
图1为本申请实施例一触控系统的示意图；
图2为本申请实施例一解调模块的示意图；
图3为本申请实施例多个坐标的示意图；
图4为本申请实施例一解码单元的示意图；
图5为本申请实施例一流程的示意图；
图6为本申请实施例一解调模块的示意图；
图7为二相互正交信号的频谱。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请利用同频率但不同相位的二个传送信号对二个传送电极进行打码，并可成功解调出对应于该二个传送信号(不同相位)的二个振幅，而不需增加额外带宽。
具体来说，请参考图1，图1为本申请实施例一触控系统10的示意图。触控系统10包含触控面板18以及触摸控制器16，触控面板18包括传送电极TE1～TEM以及接收电极RE1～REN，触摸控制器16包括信号产生模块12以及解调模块14。信号产生模块12耦接于传送电极TE1～TEM，解调模块14耦接于接收电极RE1～REN。传送电极TE1～TEM、接收电极RE1～REN可设置于一显示屏上。信号产生模块12可输出一第一传送信号TXa至传送电极TE1～TEM中的一第一传送电极TEa并同时输出一第二传送信号TXb至传送电极TE1～TEM中的一第二传送电极TEb。其中，第一传送信号TXa与第二传送信号TXb可具有相同频率但具有不同相位的信号，也就是说，第一传送信号TXa可具有频率fc以及第一相位θa，第二传送信号TXb可具有频率fc以及第二相位θb，而第一相位θa与第二相位θb不同。解调模块14可依照特定时间顺序，一次接收接收电极RE1～REN其中之一个接收电极的接收信号。为了方便说明，以下将针对解调模块14接收接收电极RE1～REN其中之一接收电极REn的接收信号RXn为例进行说明，解调模块14接收到接收信号RXn后会对接收信号RXn进行解调运算，即根据接收信号RXn，计算并输出于接收信号RXn中对应于第一相位θa的一第一振幅A以及对应于第二相位θb的一第二振幅B。如此一来，触控系统10即可根据第一振幅A判断第一传送电极TEa与接收电极REn之间(形成的电容节点)的电容(或电容变化)，并根据第二振幅B判断第二传送电极TEb与接收电极REn之间的电容(或电容变化)，以判断触碰事件发生的位置。在一实施例中，第一传送信号TXa可表示为TXa＝sin(2πfct+θa)，第二传送信号TXb可表示为TXb＝sin(2πfct+θb)。其中，解调模块14按照顺序一次接收一个接收电极的一个接收信号并对该接收信号进行解调运算，而不限于此，本申请的解调模块亦可一次接收多个接收电极的多个接收信号并对该多个多接收信号分别进行相同的解调运算，由于对多个接收信号分别进行解调运算与对单一接收信号进行解调运算的原理相同，以下将以解调模块一次接收一个接收电极的一个接收信号并对该接收信号进行解调运算为例进行说明。
触摸控制器16可于一前置阶段(Pre-Processing Stage)中，取得相关于屏体本身相位的信息，即在无触碰的情况下，取得相关于传送电极与接收电极之间的相位信息，并于一触碰检测阶段(Touch Sensing Stage)中，接受使用者的触碰，此时触摸控制器16可由解调模块14根据屏体相位信息进行解调运算。触控系统10可根据解调运算的结果，判断触碰事件发生的位置。于一实施例中，触控系统10可于产品出厂前或触控系统10的一校正(Calibration)阶段，事先进行前置阶段中取得相关于屏体相位信息的操作。
详细来说，于前置阶段中的一第一时间T1，信号产生模块12仅将第一传送信号TXa输出至第一传送电极TEa，解调模块14于第一时间T1且于接收电极REn接收一接收信号RXn,1，其中接收信号RXn,1代表于第一时间T1解调模块14于接收电极REn所接收到的接收信号RXn，解调模块14产生接收信号RXn,1的一第一分量以及一第二分量，此时(第一时间T1)接收信号RXn,1的第一分量以及第二分量相关于第一传送电极TEa与接收电极REn之间的相位(即后文中的第一屏体相位)。于前置阶段中的一第二时间T2，信号产生模块12仅将第二传送信号TXb输出至第二传送电极TEb，解调模块14于第一时间T2且于接收电极REn接收一接收信号RXn,2，其中接收信号RXn,2代表于第二时间T2解调模块14于接收电极REn所接收到的接收信号RXn，解调模块14产生接收信号RXn,2的一第三分量以及一第四分量，此时(第二时间T2)接收信号RXn,2的第三分量以及第四分量相关于第二传送电极TEb与接收电极REn之间的相位(即第二屏体相位)。于触碰检测阶段阶段中(或是于一第三时间T3)，信号产生模块12同时将第一传送信号TXa输出至第一传送电极TEa并将第二传送信号TXb输出至第二传送电极TEb，解调模块14于第三时间T3且于接收电极REn接收一接收信号RXn,3，其中接收信号RXn,3代表于第三时间T3解调模块14于接收电极REn所接收到的接收信号RXn，解调模块14产生接收信号RXn,3的一第五分量以及一第六分量。解调模块14根据第一分量、第二分量、第三分量以及第四分量，对第五分量以及第六分量进行运算，以计算于接收信号RXn,3中对应于第一相位θa的第一振幅A以及第二相位θb的第二振幅B。
就数学上来说，接收信号RXn,1可表示为RXn,1＝K·sin(2πfct+θa+θα)，其中第一屏体相位θα代表第一传送电极TEa与接收电极REn之间的相位，也就是说，屏体相位θα为传送信号TXa(传送信号TXa为正弦波信号(Sinusoidal Wave)并正比于sin(2πfct+θa))与接收信号RXn,1(接收信号RXn,1为正弦波信号并正比于sin(2πfct+θa+θα)))之间的相位差。另外，接收信号RXn,2可表示为RXn,1＝K·sin(2πfct+θb+θβ)，第二屏体相位θβ代表第二传送电极TEb与接收电极REn之间的相位，即传送信号TXb(传送信号TXb为正弦波信号并正比于sin(2πfct+θb))与接收信号RXn,2(接收信号RXn,2为正弦波信号并正比于sin(2πfct+θb+θβ)))之间的相位差，其中K代表接收信号RXn,1、RXn,2的振幅。另外，接收信号RXn,3可表示为RXn,3＝A·sin(2πfct+θa+θα)+B·sin(2πfct+θb+θβ)，其中A、B代表接收信号RXn,3分别对应于相位θa、θb的振幅。
请参考图2，图2为本申请实施例一解调模块24的示意图。解调模块24可用作为解调模块14的一种具体实现方式，解调模块24包括混频积分单元240以及解码(Decoding)单元242。混频积分单元240包括混波器MX1、MX2以及积分器INT1、INT2，混波器MX1及积分器INT1用来利用本地信号sin2πfct对接收信号RXn进行混频以及积分，以输出接收信号RXn的同向分量(In-phase Component)，混波器MX2及积分器INT2用来利用本地信号cos2πfct对接收信号RXn进行混频以及积分，以输出接收信号RXn的正交分量(Quadrature Component)。
在此情形下，混频积分单元240可产生接收信号RXn,1的一同向分量IA(可对应于权利要求中的第一分量)及一正交分量QA(可对应于权利要求中的第二分量)、接收信号RXn,2的一同向分量IB(可对应于权利要求中的第三分量)及一正交分量QB(可对应于权利要求中的第四分量)以及接收信号RXn,3的一同向分量IC(可对应于权利要求中的第五分量)及一正交分量QC(可对应于权利要求中的第六分量)。于一实施例中，同向分量IA可表示为IA＝(KT/2)·cos(θa+θα)，其中T代表积分器INT1、INT2的积分区间，正交分量QA可表示为QA＝(KT/2)·sin(θa+θα)，同向分量IB可表示为IB＝(KT/2)·cos(θb+θβ)，正交分量QB可表示为QB＝(KT/2)·sin(θb+θβ)，同向分量IC可表示为IC＝(AT/2)·cos(θa+θα)+(BT/2)·cos(θb+θβ)(公式1)，正交分量QC可表示为QC＝(AT/2)·sin(θa+θα)+(BT/2)·sin(θb+θβ)(公式2)。
于一第一实施例中，解码单元242可先计算出θa+θα为θa+θα＝tan-1(QA/IA)(公式3)并计算出θb+θβ＝tan-1(QB/IB)(公式4)，换句话说，解码单元242根据同向分量IA(第一分量)及正交分量QA(第二分量)计算对应于第一传送电极TEa与接收电极REn之间的第一接收相位角度θA，并根据同向分量IB(第三分量)及正交分量QB(第四分量)计算对应于第二传送电极TEb与接收电极REn之间的第二接收相位角度θB，其中θA为θA＝θa+θα，θB为θB＝θb+θβ。同时，解码单元242可将同向分量IC(第五分量)及正交分量QC(第六分量)形成一第一坐标(IC,QC)，其中IC可视为第一坐标(IC,QC)于一横向维度的分量，QC可视为第一坐标(IC,QC)于一纵向维度的分量。
解码单元242可对第一坐标(IC,QC)进行相关于第二接收相位角度θB的坐标旋转运算，以取得一第二坐标(IC (2),QC (2))，并根据第二坐标(IC (2),QC (2))于纵向维度的分量QC (2)(可对应于权利要求中的第七分量)得到第一振幅A。另一方面，解码单元242可对第一坐标(IC,QC)进行相关于第一接收相位角度θA的坐标旋转运算，以取得一第三坐标(IC (3),QC (3))，并根据第三坐标(IC (3),QC (3))于横向维度的分量IC (3)(对应于权利要求中的第八分量)得到第二振幅B。
详细来说，请参考图3，图3为第一坐标(IC,QC)、第二坐标(IC (2),QC (2))及第三坐标(IC (3),QC (3))在一坐标平面的示意图。由图3(a)所示，由于同向分量IC及正交分量QC可表示为公式1及公式2，第一坐标(IC,QC)可视为一向量VA(AT/2)·cosθA,(AT/2)·sinθA))与另一向量VB的相加结果，其中，如图3中的图3(a)所示，向量VA可表示为((AT/2)·cosθA,(AT/2)·sinθA)向量VB可表示为((BT/2)·cosθB,(BT/2)·sinθB)。由图3(b)所示，当解码单元242对第一坐标(IC,QC)进行逆时针旋转(π-θB)后，图3(a)中的向量VB会与横向维度重叠，而第一坐标(IC,QC)经逆时针旋转(π-θB)后所得第二坐标(IC (2),QC (2))于纵向维度的分量QC (2)可表示为(AT/2)·sin(θB-θA)，因此，解码单元242可根据分量QC (2)取得第一振幅A。另一方面，由图3(c)所示，当解码单元242对第一坐标(IC,QC)进行顺时针旋转(π/2+θA)后，图3(a)中的向量VA会与纵向维度重叠，而第一坐标(IC,QC)经顺时针旋转(π/2+θA)后所得第三坐标(IC (3),QC (3))于横向维度的分量IC (3)可表示为(BT/2)·sin(θB-θA)，因此，解码单元242可根据分量IC (3)取得第二振幅B。其中，横向维度与纵向维度相互正交(Mutually Orthogonal)。
较佳地，信号产生模块12可调整相位θa、θb使得θB-θA＝π/2，如此一来，分量QC (2)为QC (2)＝AT/2且分量IC (3)为IC (3)＝BT/2，由于积分区间T为已知，故解码单元242可根据分量QC (2)、IC (3)取得振幅A、B。
于一实施例中，解码单元242可包含一坐标旋转数字计算器(CoordinateRotation Digital Computer，CORDIC)2420，如图4所示，坐标旋转数字计算器2420用来进行一坐标旋转数字算法(CORDIC Algorithm)的运算，解码单元242可利用坐标旋转数字计算器2420透过坐标旋转数字算法进行公式3以及公式4的运算(即进行tan-1的函数运算)。关于利用坐标旋转数字算法进行tan-1的函数运算的细节，为本领域具通常知识者所知，故于此不赘述。
另一方面，坐标旋转数字计算器2420可利用坐标旋转数字算法对第一坐标(IC,QC)进行逆时针旋转(π-θB)，以取得第二坐标(IC (2),QC (2))，并由第二坐标(IC (2),QC (2))取得分量QC (2)；另外，坐标旋转数字计算器2420可利用坐标旋转数字算法对第一坐标(IC,QC)进行顺时针旋转(π/2+θA)，以取得第三坐标(IC (3),QC (3))，并由第三坐标(IC (3),QC (3))取得分量IC (3)。换句话说，坐标旋转数字计算器2420可重复利用，而不需额外的电路，从而可缩小电路面积。关于利用坐标旋转数字算法对特定坐标进行特定角度的坐标旋转的细节，为本领域具通常知识者所知，故于此不赘述。
另外，解码单元242不限于进行tan-1的函数运算或进行坐标旋转的运算。于一第二实施例中，解码单元242可根据同向分量IA(第一分量)、正交分量QA(第二分量)、同向分量IB(第三分量)及正交分量QB(第四分量)，形成一解码矩阵D，将同向分量IC(第五分量)及正交分量QC(第六分量)形成一第一向量v1(其中第一向量v1可表示为v1＝[IC QC]T)，并将解码矩阵D乘以第一向量v1，以取得一第二向量v2。详细来说，解码单元242可形成译码矩阵D为公式5，并执行v2＝D v1的运算，根据公式6的推导(其中θA＝θa+θα，θB＝θb+θβ)，解码单元242可根据第二向量v2，取得振幅A、B。
Figure BDA0001581106250000141
Figure BDA0001581106250000142
触摸控制器16的操作可归纳成为一流程50，如图5所示，流程50包括以下步骤：
步骤502：信号产生模块12将第一传送信号TXa输出至第一传送电极TEa并同时将第二传送信号TXb输出至第二传送电极TEb，其中第一传送信号TXa具有第一相位θa，第二传送信号TXb具有第二相位θb，其中第一相位与第二相位不相同。
步骤504：解调模块14接收接收电极REn的接收信号RXn，并计算于接收信号RXn中对应于第一相位θa的第一振幅A以及对应第二相位θb的第二振幅B。
关于流程50的细节，可参考前述相关段落，于此不再赘述。
需注意的是，前述实施例用以说明本发明之概念，本领域具通常知识者当可据以做不同的修饰，而不限于此。举例来说，图2中的解调模块24对接收信号RXn进行正交解调/接收，即混波器MX1、MX2分别利用相互正交的本地信号sin2πfct、cos2πfct对接收信号RXn进行混频，而混波器MX1利用本地信号对接收信号RXn进行混频，然而，并不限于此。
请参考图6，图6为本申请另一实施例的解调模块64的示意图。解调模块64亦可作为解调模块14的一个具体实现方式，解调模块64与解调模块24类似，故相同组件沿用相同符号。与解调模块24不同的是，解调模块64即混波器MX1、MX2分别利用不一定相互正交的本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)对接收信号RXn进行混频。其中，当本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)之间的相位差为90°的整数倍时，本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)为正交；而当本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)之间的相位差不为90°的整数倍时，本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)为非正交。换句话说，(解调模块64中混波器MX1、MX2所利用的)本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)之间的相位差可不等于90°的整数倍，举例来说，本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)之间的相位差可为大于0°并小于90°，当本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)之间的相位差为大于0°并小于90°时，本地信号sin(2πfct+θa)、sin(2πfct+θb)为非正交信号。
详细来说，解调模块64的混频积分单元640中的混波器MX1及积分器INT1可产生接收信号RXn,1的一第一分量IA’，混波器MX2及积分器INT2可产生接收信号RXn,1的一第二分量QA’，其中第一分量IA’为接收信号RXn,1对应于第一相位θa的分量，其可表示为IA’＝(KT/2)·cosθα，而第二分量QA’为接收信号RXn,1对应于第二相位θb的分量，其可表示为QA’＝(KT/2)·sin(θa+θα-θb)。另外，混频积分单元340中的混波器MX1及积分器INT1可产生接收信号RXn,2的一第三分量IB’，混波器MX2及积分器INT2可产生接收信号RXn,2的一第四分量QB’，其中第三分量IB’为接收信号RXn,2对应于第一相位θa的分量，其可表示为IB’＝(KT/2)·cos(θb+θβ-θa)，而第四分量QB’为接收信号RXn,2对应于第二相位θb的分量，其可表示为QB’＝(KT/2)·cosθβ。另外，混频积分单元340中的混波器MX1及积分器INT1可产生接收信号RXn,3的一第五分量IC’，混波器MX2及积分器INT2可产生接收信号RXn,3的一第六分量QC’，其中第五分量IC’为接收信号RXn,3对应于第一相位θa的分量，其可表示为IC’＝(AT/2)·cosθα+(BT/2)·cos(θb+θβ-θa)，而第六分量QC’为接收信号RXn,3对应于第二相位θb的分量，其可表示为QC’＝(AT/2)·cos(θa+θα-θb)+(BT/2)·cosθβ。由于第一分量IA’、第二分量QA’、第三分量IB’、第四分量QB’、第五分量IC’以及第六分量QC’彼此之间具有公式7的关系，因此解调模块64的解码单元642可按照类似于解码单元242的操作，计算于接收信号RXn,3中对应于第一相位θa的第一振幅A以及第二相位θb的第二振幅B。
Figure BDA0001581106250000161
综上所述，本申请利用坐标旋转数字计算器或解码矩阵来对同频但不同相位的第一传送信号及第二传送信号进行解调，以计算出对应于不同相位的振幅，判断触碰事件发生的坐标。相较于现有技术，本申请具有较小信号频带的优点。
以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种触摸控制器，其特征在于，包括：
信号产生模块，耦接于一触控面板的多个传送电极，用于在触碰检测阶段将一第一传送信号输出至所述多个传送电极中一第一传送电极并同时将一第二传送信号输出至所述多个传送电极中一第二传送电极，其中所述第一传送信号具有一第一相位，所述第二传送信号具有不同于第一相位的一第二相位，且所述第一传送信号和所述第二传送信号频率相同；以及
解调模块，耦接于所述触控面板的多个接收电极，用于接收所述多个接收电极中一接收电极的一接收信号，并在所述触碰检测阶段根据所述接收信号，计算所述接收信号中对应于所述第一相位的一第一振幅以及所述第二相位的一第二振幅；
其中，所述第一振幅用于判断所述第一传送电极与所述接收电极之间的电容，所述第二振幅用于判断所述第二传送电极与所述接收电极之间的电容；以及
在前置阶段，所述信号产生模块于一第一时间输出所述第一传送信号至所述第一传送电极，以及不输出任何信号至所述多个传送电极中所述第一传送电极以外的其他传送电极，所述解调模块于所述第一时间接收所述多个接收电极中一接收电极的一第一接收信号，并产生对应于所述第一接收信号的一第一分量以及一第二分量，其中所述第一分量以及所述第二分量相关于所述第一传送电极和所述接收电极之间的相位；所述信号产生模块于一第二时间输出所述第二传送信号至所述第二传送电极，以及不输出任何信号至所述多个传送电极中所述第二传送电极以外的其他传送电极，所述解调模块于所述第二时间接收所述接收电极的一第二接收信号，并产生对应于所述第二接收信号的一第三分量以及一第四分量，其中所述第三分量以及所述第四分量相关于所述第二传送电极和所述接收电极之间的相位。
2.如权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于，在所述触碰检测阶段，所述信号产生模块于一第三时间输出具有第一相位的所述第一传送信号至所述第一传送电极并同时输出具有不同于所述第一相位的第二相位的所述第二传送信号至所述第二传送电极，所述解调模块于所述第三时间接收所述接收电极的一第三接收信号，并产生对应于所述第三接收信号的一第五分量以及一第六分量；以及所述解调模块根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅。
3.如权利要求2所述的触摸控制器，其特征在于，所述解调模块用来执行以下步骤，以根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅：
根据所述第一分量及所述第二分量计算对应于所述第一传送电极与所述接收电极之间的一第一接收相位角度；
根据所述第三分量及所述第四分量计算对应于所述第二传送电极与所述接收电极之间的一第二接收相位角度；
对一第一坐标进行相关于所述第二接收相位角度的坐标旋转运算，以取得一第二坐标的一第七分量，其中所述第一坐标由所述第五分量及所述第六分量所形成，所述第七分量为所述第二坐标于一第一维度的分量；对所述第一坐标进行相关于所述第一接收相位角度的坐标旋转运算，以取得一第三坐标的一第八分量，其中所述第八分量为所述第三坐标于一第二维度的分量，所述第一维度与所述第二维度正交；以及
根据所述第七分量，取得所述第一振幅，并根据所述第八分量，取得所述第二振幅。
4.如权利要求3所述的触摸控制器，其特征在于，所述解调模块包括：
坐标旋转数字计算器，用来利用一坐标旋转数字算法执行以下步骤：
根据所述第一分量及所述第二分量计算所述第一接收相位角度；
根据所述第三分量及所述第四分量计算所述第二接收相位角度；
对所述第一坐标进行相关于所述第二接收相位角度的坐标旋转运算，以取得所述第二坐标的所述第七分量；以及
对所述第一坐标进行相关于所述第一接收相位角度的坐标旋转运算，以取得所述第三坐标的所述第八分量。
5.如权利要求2所述的触摸控制器，其特征在于，所述解调模块用来执行以下步骤，根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅：
根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，形成一解码矩阵：
根据所述第五分量以及所述第六分量，形成一第一向量；
将所述解码矩阵乘以所述第一向量，以取得一第二向量；以及
根据第二向量，取得所述第一振幅以及所述第二振幅。
6.如权利要求5所述的触摸控制器，其特征在于，所述解码矩阵正比于
Figure FDA0004223838280000041
其中IA代表所述第一分量，QA代表所述第二分量，IB代表所述第三分量，QB代表所述第四分量。
7.如权利要求2所述的触摸控制器，其特征在于，所述第一分量为所述第一接收信号的同相分量，所述第三分量为所述第二接收信号的同相分量，所述第五分量为所述第三接收信号的同相分量，所述第二分量为所述第一接收信号的正交分量，所述第四分量为所述第二接收信号的正交分量，所述第六分量为所述第三接收信号的正交分量。
8.如权利要求2所述的触摸控制器，其特征在于，所述第一分量为所述第一接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第三分量为所述第二接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第五分量为所述第三接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第二分量为所述第一接收信号对应于所述第二相位的分量，所述第四分量为所述第二接收信号对应于所述第二相位的分量，所述第六分量为所述第三接收信号对应于所述第二相位的分量。
9.一种解调方法，应用于一触控系统中的触摸控制器，所述触摸控制器包括信号产生模块以及解调模块，其特征在于，所述信号产生模块耦接于一触控面板的多个传送电极，以及所述解调模块耦接于所述触控面板的多个接收电极，所述解调方法包括：
在前置阶段，所述信号产生模块于一第一时间输出第一传送信号至触控面板的多个传送电极中的第一传送电极，以及不输出任何信号至所述多个传送电极中所述第一传送电极以外的其他传送电极；
所述解调模块于所述第一时间接收所述触控面板的多个接收电极中一接收电极的一第一接收信号，并产生对应于所述第一接收信号的一第一分量以及一第二分量，其中所述第一分量以及所述第二分量相关于所述第一传送电极和所述接收电极之间的相位；
所述信号产生模块于一第二时间输出第二传送信号至所述多个传送电极中的第二传送电极，以及不输出任何信号至所述多个传送电极中所述第二传送电极以外的其他传送电极；
所述解调模块于所述第二时间接收所述接收电极的一第二接收信号，并产生对应于所述第二接收信号的一第三分量以及一第四分量，其中所述第三分量以及所述第四分量相关于所述第二传送电极和所述接收电极之间的相位；
在触碰检测阶段，所述信号产生模块将所述第一传送信号输出至所述第一传送电极并同时将所述第二传送信号输出至所述第二传送电极，其中所述第一传送信号具有一第一相位，所述第二传送信号具有不同于第一相位的一第二相位，且所述第一传送信号和所述第二传送信号频率相同；以及
所述解调模块接收所述多个接收电极中一接收电极的一接收信号，并在所述触碰检测阶段根据所述接收信号，计算所述接收信号中对应于所述第一相位的一第一振幅以及所述第二相位的一第二振幅；其中，所述第一振幅用于判断所述第一传送电极与所述接收电极之间的电容，所述第二振幅用于判断所述第二传送电极与所述接收电极之间的电容。
10.如权利要求9所述的解调方法，其特征在于，还包括：
在所述触碰检测阶段，所述信号产生模块于一第三时间输出具有第一相位的所述第一传送信号至所述第一传送电极并同时输出具有不同于所述第一相位的第二相位的所述第二传送信号至所述第二传送电极；
所述解调模块于所述第三时间接收所述接收电极的一第三接收信号，并产生对应于所述第三接收信号的一第五分量以及一第六分量；以及
所述解调模块根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅。
11.如权利要求10所述的解调方法，其特征在于，根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅的步骤包括：
根据所述第一分量及所述第二分量计算对应于所述第一传送电极与所述接收电极之间的一第一接收相位角度；
根据所述第三分量及所述第四分量计算对应于所述第二传送电极与所述接收电极之间的一第二接收相位角度；
所述第五分量及所述第六分量形成一第一坐标；
对所述第一坐标进行相关于所述第二接收相位角度的坐标旋转运算，以取得一第二坐标的一第七分量，其中所述第七分量为所述第二坐标于一第一维度的分量；
对所述第一坐标进行相关于所述第一接收相位角度的坐标旋转运算，以取得一第三坐标的一第八分量，其中所述第八分量为所述第三坐标于一第二维度的分量，所述第一维度与所述第二维度正交；以及
根据所述第七分量，取得所述第一振幅，并根据所述第八分量，取得所述第二振幅。
12.如权利要求11所述的解调方法，其特征在于，根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅的步骤包括：
利用一坐标旋转数字算法，根据所述第一分量及所述第二分量计算对应于所述第一传送电极与所述接收电极之间的所述第一接收相位角度；
利用所述坐标旋转数字算法，根据所述第三分量及所述第四分量计算对应于所述第二传送电极与所述接收电极之间的所述第二接收相位角度；利用所述坐标旋转数字算法，对所述第一坐标进行相关于所述第二接收相位角度的坐标旋转运算，以取得所述第二坐标的所述第七分量；以及
利用所述坐标旋转数字算法，对所述第一坐标进行相关于所述第一接收相位角度的坐标旋转运算，以取得所述第三坐标的所述第八分量。
13.如权利要求10所述的解调方法，其特征在于，根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，对所述第五分量以及所述第六分量进行运算，以计算所述第三接收信号中对应于所述第一相位的所述第一振幅以及所述第二相位的所述第二振幅的步骤包括：
根据所述第一分量、所述第二分量、所述第三分量以及所述第四分量，形成一解码矩阵：
根据所述第五分量以及所述第六分量，形成一第一向量；
将所述解码矩阵乘以所述第一向量，以取得一第二向量；以及
根据第二向量，取得所述第一振幅以及所述第二振幅。
14.如权利要求13所述的解调方法，其特征在于，所述解码矩阵正比于
Figure FDA0004223838280000091
其中IA代表所述第一分量，QA代表所述第二分量，IB代表所述第三分量，QB代表所述第四分量。
15.如权利要求10所述的解调方法，其特征在于，所述第一分量为所述第一接收信号的同相分量，所述第三分量为所述第二接收信号的同相分量，所述第五分量为所述第三接收信号的同相分量，所述第二分量为所述第一接收信号的正交分量，所述第四分量为所述第二接收信号的正交分量，所述第六分量为所述第三接收信号的正交分量。
16.如权利要求10所述的解调方法，其特征在于，所述第一分量为所述第一接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第三分量为所述第二接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第五分量为所述第三接收信号对应于所述第一相位的分量，所述第二分量为所述第一接收信号对应于所述第二相位的分量，所述第四分量为所述第二接收信号对应于所述第二相位的分量，所述第六分量为所述第三接收信号对应于所述第二相位的分量。
17.一种触控系统，其特征在于，包括：
触控面板，包括：
多个传送电极；以及
多个接收电极；以及
触摸控制器，其中所述触摸控制器为权利要求1-8中任意一项所述的触摸控制器。
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