TWI478035B - 抑制低頻雜訊干擾的感測方法與裝置 - Google Patents

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Description

抑制低頻雜訊干擾的感測方法與裝置
本發明係有關於一種信號的感測方法與裝置，特別是一種能抑制低頻雜訊干擾的感測方法與裝置。
當接收如圖1C所示的一訊號時，如果受到低頻的雜訊干擾，會讓這樣的訊號失真。例如前述訊號是應用於電容式觸控感測器的驅動訊號，所述的電容式觸控感測器具有多個偵測電極，當前述驅動訊號提供至一個或多個偵測電極時，偵測電極本身會產生自電容性耦合，或電極間會產生互電容性耦合。當外部導電物件接近或碰觸時電容式觸控感測器時，部份偵測電極會產生電容性耦合的變化，藉由偵測電容性耦合的變化量，可判斷出外部導電物件的位置。
然而，低頻雜訊也容易隨外部導電物件注入電容式觸控感測器，如前述，會讓偵測到的電容性耦合變化量失真，造成對外部導電物件位置的錯誤判斷。
由此可見，上述現有技術顯然存在有不便與缺陷，而極待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的技術，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
如前述，低頻雜訊容易干擾接收到的信號。本發明在接收到一弦波時，偵測多次單週期的最大信號與最小信號的信號差，再將所述的信號差相加以產生單次偵測的信號，可抑制低頻雜信號干擾。此外，本發明不需要與輸入信號進行任何同步的處理或確認，可直接在輸入信號的任意或隨機的相位開始直接偵測信號。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種書寫裝置抑制低頻雜訊干擾的感測裝置，包括：一指向裝置，提供具有固定週期的一弦波；一觸摸屏，包括多條縱向導電條與多條橫向導電條組成的多條導電條，以電容性耦合來接收弦波；一控制器，包括：一偵測電路，在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，其中偵測電路包括：一第一信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最大信號；一第二信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最小信號；以及一信號差產生電路，在每次信號偵測分別產生最大信號與最小信號的一信號差；以及一加總電路，將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號。
本發明的目的及解決其技術問題還可以是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種抑制低頻雜訊干擾的感測方法，包括：接收具有固定週期的一弦波；在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，包括：偵測出一最大信號與一最低信號；以及計算出最大信號與最小信號的一信號差；以及將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號。
本發明的目的及解決其技術問題還可以是採用以下技 術方案來實現的。依據本發明提出的一種抑制低頻雜訊干擾的感測裝置，包括：一接收電路，接收一弦波；一偵測電路，在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，其中偵測電路包括：一第一信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最大信號；一第二信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最小信號；以及一信號差產生電路，在每次信號偵測分別產生最大信號與最小信號的一信號差；以及一加總電路，將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號。
藉由上述技術方案，本發明至少具有下列優點及有益效果： 1.藉由偵測多個單週期的最大信號與最小信號的差，並加總這些最大信號與最小信號的差，可有效降低低頻的干擾； 2.不需要與輸入信號進行任何同步的處理或確認，可直接在輸入信號的任意或隨機的相位開始直接偵測信號。。
本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。
請參照圖1A，為應用於本發明一種位置偵測裝置100，包括一觸摸屏120，與一驅動/偵測單元130。觸摸屏120具有一感測層。在本發明之一範例中，可包括一第一感測層120A與一第二感測層120B，第一感測層120A與第二感測層120B分別有複數個導電條140，其中第一感測層120A的複數個第一導電條140A與第二感測層120B的複數個第二導電條140B交疊。在本發明之另一範例中，複數個第一導電條140A與第二導電條140B可以配置在共平面的感測層中。驅動/偵測單元130依據複數個導電條140的信號產生一感測資訊。例如在自電容式偵測時，是偵測被驅動的導電條140，並且在互電容式偵測時，是偵測的是沒有被驅動/偵測單元130直接驅動的部份導電條140。此外，觸摸屏120可以是配置在顯示器110上，觸摸屏120與顯示器110間可以是有配置一屏蔽層(shielding layer)(未顯於圖示)或沒有配置屏蔽層。在本發明的一較佳範例中，為了讓觸摸屏120的厚度更薄，觸摸屏120與顯示器110間沒有配置屏蔽層。
前述第一導電條與第二導電條可以是以行或列排列的多條行導電條與列導電條，亦可以是以第一維度與第二維度排列的多條第一維度導電條與第二維度導電條，或是沿第一軸與第二軸排列的多條第一軸導電條與第二軸導電條。此外，前述第一導電條與第二導電條彼此間可以是以正交交疊，亦可以是以非正交交疊。例如在一極座標系統中，所述第一導電條或第二導電條之一可以是放射狀排列，而所述第一導電條或第二導電條之另一可以是環狀排列。再者，所述第一導電條或第二導電條之一可以為驅動導電條，且所述第一導電條或第二導電條之另一可以為偵測導電條。所述的”第一維度”與”第二維度”、”第一軸”與”第二軸”、”驅動”與”偵測”、”被驅動”與”被偵測”導電條皆可用來表示前述的”第一”與”第二”導電條，包括但不限於構 成正交網格(orthogonal grids)，亦可以是構成其他具有第一維度與第二維度交疊(intersecting)導電條的幾何架構(geometric configurations)。
本發明的位置偵測裝置100可以是應用於一計算機系統中，如圖1B所示的一範例，包括一控制器160與一主機170。控制器包含驅動/偵測單元130，以操作性地耦合觸摸屏120(未顯於圖示)。此外，控制器160可包括一處理器161，控制驅動/偵測單元130產生感測資訊，感測資訊可以是儲存在記憶體162中，以供處理器161存取。另外，主機170構成計算系統的主體，主要包括一中央處理單元171，以及供中央處理單元171存取的儲存單元173，以及顯示運算結果的顯示器110。
在本發明之另一範例中，控制器160與主機170間包括一傳輸界面，控制單元透過傳輸界面傳送資料至主機，本技術領域的普通技術人員可推知傳輸界面包括但不限於UART、USB、I2C、Bluetooth、WiFi、IR等各種有線或無線的傳輸界面。在本發明之一範例中，傳輸的資料可以是位置(如座標)、辨識結果(如手勢代碼)、命令、感測資訊或其他控制器160可提供之資訊。
在本發明之一範例中，感測資訊可以是由處理器161控制所產生的初始感測資訊(initial sensing information)，交由主機170進行位置分析，例如位置分析、手勢判斷、命令辨識等等。在本發明之另一範例中，感測資訊可以是由處理器161先進行分析，再將判斷出來的位置、手勢、命令等等遞交給主機170。本發明包括但不限於前述之範例，本技術領域的普通技術人員可推知其他控制器160與主機170之間的互動。
在每一個導電條的交疊區，在上與在下的導電條構成兩極。每一個交疊區可視為一影像(image)中的一像素(pixel)， 當有一個或多個外部導電物件接近或觸碰時，所述的影像可視為拍攝到觸碰的影像(如手指觸碰於感測裝置的態樣(pattern))。
在一被驅動導電條被提供一驅動信號時，被驅動導電條本身構成一自電容(self capacitance)，並且被驅動導電條上的每個交疊區構成一互電容(mutual capacitance)。前述的自電容式偵測是偵測所有導電條的自電容，特別適用於判斷單一外部導電物件的接近或接觸。
前述的互電容式偵測，是在一被驅動導電條被提供一驅動信號時，由與被驅動導電條不同維度排列的所有被感測導電條偵測驅動導電條上所有交疊區的電容量或電容變化量，以視為影像中的一列像素。據此，匯集所有列的像素即構成所述影像。當有一個或多個外部導電物件接近或觸碰時，所述影像可視為拍攝到觸碰的影像，特別適用於判斷多個外部導電物件的接近或接觸。
這些導電條(第一導電條與第二導電條)可以是由透明或不透明的材質構成，例如可以是由透明的氧化銦錫(ITO)構成。在結構上可分成單層結構(SITO； Single ITO)與雙層結構(DITO；DoubleITO)。本技術領域的普通人員可推知其他導電條的材質，在不再贅述。例如，奈米碳管。
在本發明的範例中，是以橫向作為第一方向，並以縱向作為第二方向，因此橫向的導電條為第一導電條，並且縱向的導電條為第二導電條。本技術領域的普通技術人員可推知上述說明為發明的範例之一，並非用來限制本發明。例如，可以是以縱向作為第一方向，並以橫向作為第二方向。此外，第一導電條與第二導電條的數目可以是相同，也可以是不同，例如，第一導電條具有N條，第二導電條具有M條。
在進行二維度互電容式偵測時，交流的驅動信號依序被 提供給每一條第一導電條，並經由所述的第二導電條的信號取得相應於每一條被提供驅動信號的導電條的一維度感測資訊，集合相應於所有第一導電條的感測資訊則構成一二維度感測資訊。所述的一維度感測資訊可以是依據所述的第二導電條的信號產生，也可以是依據所述的第二導電條的信號與基準的差異量來產生。此外，感測資訊可以是依據信號的電流、電壓、電容性耦合量、電荷量或其他電子特性來產生，並且可以是以類比或數位的形式存在。
在實際上沒有外部導電物件接近或覆蓋觸摸屏時，或系統沒有判斷出外部導電物件接近或覆蓋觸摸屏時，位置偵測裝置可以由所述的第二導電條的信號產生一基準，基準呈現的是觸摸屏上的雜散電容。感測資訊可以是依據第二導電條的信號產生，或是依據第二導電條的信號減去基準所產生。
請參照圖2與圖3，是依據本發明提供的一種訊號篩選電路。對於先前技術的雜訊干擾問題，本發明是對輸入訊號的多個週期進行偵測，並且只偵測每個週期的最大與最小訊號。在本發明的一最佳模式中，輸入信號為弦波。
當輸入訊號受到低頻雜訊干擾時，輸入訊號會載於低頻訊號上，造成輸入訊號隨低頻雜訊起伏。假設每個週期的前半週期與後半週期受低頻雜訊的干擾量差異不大，受低頻雜訊干擾的同週期的最大訊號與最小訊號的訊號差與未受低頻雜訊干擾的同週期的最大訊號與最小訊號的訊號差差異不大。此外，偵測多個週期可以將前述的差異儘量降低。
為了取得一週期中的最大訊號與最小訊號，在本發明的一範例中是採用如圖2與圖3所示的訊號篩選電路，輸入訊號Vin分別提供給圖2與圖3的電路，在正半週期時，輸入訊號Vin會經由圖2的訊號篩選電路的第一二極體B1通過，並被第一電容C1保持住，直到第一電C1容保持到最大訊號 Vmax，因此可由圖2的訊號篩選電路的輸出訊號Vout得到最大訊號Vmax。同理，在負半週期時，輸入訊號Vin會經由圖3的訊號篩選電路的第二二極體B2通過，並被第二電容C2保持住，直到第二電容C2保持到最小訊號Vmin，因此可由圖3的訊號篩選電路的輸出訊號Vout得到最小訊號Vmin。
然而二極體在積體電路中有很大的順向偏壓的限制，一般順向偏壓在0.7V左右。如果輸入訊號可能小於或小於順向偏壓，將無法偵測到。
據此，本發明的另一範例是採用圖4與圖5所示的訊號篩選電路。訊號篩選電路包括一電容、一開關與一比較器，輸入訊號是經由開關流入並由電容保持，以產生一輸出訊號。比較器比較輸入訊號與輸出訊號來控制開關。
請參照圖4，當輸入訊號Vin的正半週期輸入至圖4的訊號篩選電路時，Vin>Vout，第一開關S1為導通(on)，第一電容C1的電容值會一直增加到最大訊號，使得輸出訊號Vout為Vmax，之後Vin<Vout，第一開關S1為斷開(off)，第一電容C1的電容值會一直維持最大訊號，直到整個週期結束。
同理，請參照圖5，當輸入訊號Vin的負半週期輸入至圖5的訊號篩選電路時，Vin<Vout，第二開關S2為導通(on)，第二電容C2的電容值會一直增加到最小訊號，使得輸出訊號Vout為Vmin，之後Vin>Vout，第二開關S2為斷開(off)，第二電容C2的電容值會一直維持最小訊號，直到整個週期結束。
在前述說明中，輸入訊號Vin不需要特意將正半週期與負半週期分別提供給圖4與圖5的訊號篩選電路，亦即圖4與圖5的訊號篩選電路可以是同時被提供同樣的輸入訊號Vin，圖4與圖5的訊號篩選電路可分別輸出最大訊號與最小 訊號。
此外，圖4與圖5的訊號篩選電路可以是不與輸入訊號同步，只需要依據輸入訊號的頻率(或週期)，在每一偵測週期取得最大訊號與最小訊號，便可取得多個週期的最大訊號與最小訊號的訊號差。本領域具有通常知識者可以推知，圖4與圖5的訊號篩選電路也可以是與輸入訊號同步，本發明並不加以限制，但相較於習知技術輸入訊號與輸入訊號的偵測電路必需同步，本發具有可以不需要同步的優點。此外，依據前述，在本發明的最佳模式中，輸入訊號的週期與篩選訊號電路的偵測週期一致。在本發明的另一範例中，輸入訊號的週期與篩選訊號電路的偵測週期不一致，例如，篩選訊號電路的偵測週期小於輸入訊號的週期或篩選訊號電路的偵測週期大於輸入訊號的週期。
在本發明的一範例中，輸入訊號可以是由一指向裝置(pointing device)發出，例如一主動式電容筆，具有一預設頻率，如前述的輸入訊號的頻率。當主動式電容筆靠近一電容式觸控感測器時，電容式觸控感測器會接收到輸入訊號，再經由前述圖4與圖5的訊號篩選電路，可以在訊號篩選電路的每個偵測週期輸出最大訊號與最小訊號，累計至少一個週期以上的偵測，可以判斷出主動式電容筆的位置。電容式觸控感測器可包括橫向與縱向的多個長條電極，彼此交疊於多個交疊處。在本發明的一範例中，所述的訊號篩選電路是分別耦合於橫向的每一條電極與縱向的每一條電極。當主動式電容筆接近部份的電極時，可由主動式電容筆接近的電極偵測到輸入訊號，據此判斷出電容筆的位置。例如偵測每一電極至少一週期的最大訊號與最小訊號的訊號差，並累加成一偵測訊號，可以得到縱向與橫向的多個偵測訊號，藉以判斷出偵測電極在縱向與橫向的質心位置。又例如，可以是先偵測出每一個電極在未被指向裝置接近前與接近時的偵測訊號 的變化量，來得到縱向與橫向的多個偵測訊號的變化量，藉以判斷出偵測電極在縱向與橫向的質心位置。前述的偵測訊號是由一偵測電路偵測接收前述訊號篩選電路的輸出訊號來產生。
前述的電容式觸控感測器可以是以多工的方式偵測手與主動式電容筆的接近或碰觸，例如是交互地進行手的偵測與主動式電容筆的偵測。在本發明的一範例中，當偵測到電容筆時，停止提供手的位置給主機或作業系統，以用筆達成手掌忽視(palm rejection)的書寫，例如可以讓手掌貼著電容式觸控感測器以用主動式電容筆書寫。在本發明的另一範例中，可以是分別提供手與主動式電容筆的位置給主機或作業系統。
在本發明的一範例中，可以是由提供輸入訊號的裝置(如前述的指向裝置)偵測電容式觸控感測器的工作頻率，例如是在電容式觸控感測器進行手的偵測時偵測電容式觸控感測器發出的訊號來判斷出電容式觸控感測器的工作頻率，並進一步將輸出訊號的頻率調整成與電容式觸控感測器的工作頻率相同或相近，其中前述的偵測週期可以是依據工作頻率來調整。
在本發明的另一範例中，可以是由前述的偵測電路判斷出輸出訊號的頻率，並進一步依據輸出訊號的頻率調整訊號篩選電路的偵測週期，也可以是調整電容式觸控感測器的工作頻率。
由於低頻的雜訊可能由手干擾到電容式觸控感測器，藉由本發明的訊號篩選電路，能有效地降低或去除低頻雜訊的干擾，並且可以不需要輸入訊號與訊號篩選電路間的同步的優點。
據此，依據本發明的第一實施例，是一種抑制低頻雜訊 干擾的感測裝置，包括：一接收電路、一偵測電路與一加總電路。接收電路接收一弦波，以交由偵測電路在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期。在本發明的一範例中，偵測電路包括：一第一信號篩選電路、一第二信號篩選電路與一信號差產生電路。第一信號篩選電路在每次信號偵測分別篩選出一最大信號，並且第二信號篩選電路在每次信號偵測分別篩選出一最小信號。之後，由信號差產生電路在每次信號偵測分別產生最大信號與最小信號的一信號差。另外，加總電路將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號，作為單次偵測的信號。
在本發明的一範例中，第一信號篩選電路包括：一第一二極體與一第一電容。第一二極體只提供弦波的正週期的信號通過，並且第一電容在每次信號偵測時維持由第一二極體提供的最大信號。相反地，第一二極體不讓負週期的信號通過。另外，其中第二信號篩選電路包括：一第二二極體與一第二電容。第二二極體只提供弦波的負週期的信號通過，並且第二電容在每次信號偵測時維持由第二二極體提供的最小信號。相反地，第二二極體不讓正週期的信號通過。
前述的信號差產生電路可以是由一差動放大器、一差動類比轉數位器或其他可以產生兩信號的差值的電路。
在本發明的另一範例中，第一信號篩選電路包括：一第一電容、一第一比較器與一第一開關。第一電容在每次信號偵測時維持接收到的最大信號。此外，第一比較器包括一第一負輸入、一第一正輸入與一第一輸出，其中第一正輸入接收弦波，並且第一負輸入接收第一電容維持的最大信號。因此，第一開關依據第一輸出的信號在第一正輸入的信號大於第一負輸入的信號時提供弦波給第一電容。另外，第二信號 篩選電路包括：一第二電容、一第二比較器與一第二開關。第二電容在每次信號偵測時維持接收到的最小信號。第二比較器包括一第二負輸入、一第二正輸入與二第一輸出，其中第二負輸入接收弦波，並且第二正輸入接收第二電容維持的最小信號。因此，第二開關，依據第二輸出的信號在第二正輸入的信號大於第二負輸入的信號時提供弦波給第二電容。
請參照圖6，是依據本發明的第二實施例提出的一種抑制低頻雜訊干擾的感測方法。如步驟610所示，接收具有固定週期的一弦波。此外，如步驟620所示，在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，包括：偵測出一最大信號與一最低信號，並且計算出最大信號與最小信號的一信號差。之後，如步驟630所示，將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號。在本發明的一範例中，最大信號是以前述的第一信號篩選電路偵測，並且最小信號是以前述的第二信號篩選電路偵測。
請參照圖7，為依據本發明的第三實施例提出的一種抑制低頻雜訊干擾的書寫感測裝置，包括：一指向裝置73、一觸摸屏71、一控制器72。指向裝置73提供具有固定週期的一弦波，並且觸摸屏72以電容式耦合接收弦波，其中觸摸屏，包括多條縱向導電條Tx與多條橫向導電條Rx組成的多條導電條，弦波是由所述導電條接收。控制器72，包括：前述的偵測電路721與前述的加總電路722。控制器72是以一內部時脈週期(如前述的工作頻率)進行至少一次信號偵測，內部時脈的相位與弦波的相位可以是不同步，並且內部時脈的週期與弦波的週期相同。在本發明的一範例中，控制器72是依據弦波的週期調整內部時脈的週期。在本發明的另一範例中，控制器72更包括依據弦波的週期提供一驅動信號至一條或一組導電條，其中指向裝置73藉由與被提供驅動信的一 條或一組導電條間的電容性耦合或電磁感應接收驅動信號，並且依據驅動信號的週期改變弦波的週期。此外，偵測電路721包括前述的第一信號篩選電路7211、第二信號篩選電路7212與信號差產生電路7213，相關內容已在前述說明中，在此不再贅述。
在本發明的一範例中，前述的弦波也可以是由前述的被驅動導電條提供。換言之，提供給被驅動導電條的驅動信號可以是弦波，而偵測電路是由所述的被偵測導電條電容性耦合來接收弦波，而偵測電路可以是在接收到的弦波的任意相位開始進行單次偵測，即前述的至少一次信號偵測。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範圍。
100‧‧‧位置偵測裝置
110‧‧‧顯示器
120,71‧‧‧觸摸屏
120A‧‧‧第一感測層
120B‧‧‧第二感測層
130‧‧‧驅動/偵測單元
140‧‧‧導電條
140A‧‧‧第一導電條
140B‧‧‧第二導電條
160‧‧‧控制器
161‧‧‧處理器
162‧‧‧記憶體
170‧‧‧主機
171‧‧‧中央處理單元
173‧‧‧儲存單元
B1‧‧‧第一二極體
B2‧‧‧第二二極體
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
Vin‧‧‧輸入訊號
Vout‧‧‧輸出訊號
Vmax‧‧‧最大訊號
Vmin‧‧‧最小訊號
Comp1‧‧‧第一比較器
Comp2‧‧‧第二比較器
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
Tx‧‧‧縱向感測條
Rx‧‧‧橫向感測條
72‧‧‧控制器
721‧‧‧偵測電
7211‧‧‧第一信號篩選電路
7212‧‧‧第二信號篩選電路
7213‧‧‧信號差產生電路
722‧‧‧加總電路
73‧‧‧指向裝置
圖1A與1B為互電容式感測器的示意圖；圖1C為弦波的示意圖；圖2與4為本發明的第一信號篩選電路的示意圖；圖3與5為本發明的第二信號篩選電路的示意圖；圖6為本發明的抑制低頻雜訊干擾的感測方法的流程示意圖；以及圖7為本發明的抑制低頻雜訊干擾的書寫感測裝置的功 能方塊示意圖。
Tx‧‧‧縱向感測條
Rx‧‧‧橫向感測條
72‧‧‧控制器
721‧‧‧偵測電
7211‧‧‧第一信號篩選電路
7212‧‧‧第二信號篩選電路
7213‧‧‧信號差產生電路
722‧‧‧加總電路
73‧‧‧指向裝置
71‧‧‧觸摸屏

Claims (19)

  1. 一種抑制低頻雜訊干擾的書寫感測裝置，包括：一指向裝置，提供具有固定週期的一弦波；一觸摸屏，包括多條縱向導電條與多條橫向導電條組成的多條導電條，以電容性耦合來接收弦波；一控制器，包括：一偵測電路，在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，其中偵測電路包括：一第一信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最大信號；一第二信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最小信號；以及一信號差產生電路，在每次信號偵測分別產生最大信號與最小信號的一信號差；以及一加總電路，將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號。
  2. 根據申請專利範圍第1項之感測裝置，其中第一信號篩選電路包括：一第一二極體，只提供弦波的正週期的信號通過；以及一第一電容，在每次信號偵測時維持由第一二極體提供的最大信號。
  3. 根據申請專利範圍第1項之感測裝置，其中第二信號篩選電路包括：一第二二極體，只提供弦波的負週期的信號通過；以及 一第二電容，在每次信號偵測時維持由第二二極體提供的最小信號。
  4. 根據申請專利範圍第1項之感測裝置，其中第一信號篩選電路包括：一第一電容，在每次信號偵測時維持接收到的最大信號；一第一比較器，包括一第一負輸入、一第一正輸入與一第一輸出，其中第一正輸入接收弦波，並且第一負輸入接收第一電容維持的最大信號；以及一第一開關，依據第一輸出的信號在第一正輸入的信號大於第一負輸入的信號時提供弦波給第一電容。
  5. 根據申請專利範圍第1項之感測裝置，其中第二信號篩選電路包括：一第二電容，在每次信號偵測時維持接收到的最小信號；一第二比較器，包括一第二負輸入、一第二正輸入與二第一輸出，其中第二負輸入接收弦波，並且第二正輸入接收第二電容維持的最小信號；以及一第二開關，依據第二輸出的信號在第二正輸入的信號大於第二負輸入的信號時提供弦波給第二電容。
  6. 根據申請專利範圍第1項之感測裝置，其中控制器是一內部時脈週期進行至少一次信號偵測，內部時脈的相位與弦波的相位不同步。
  7. 根據申請專利範圍第6項之感測裝置，其中內部時脈的週期與弦波的週期相同。
  8. 根據申請專利範圍第7項之感測裝置，其中控制器是依據弦波的週期調整內部時脈的週期。
  9. 根據申請專利範圍第7項之感測裝置，其中控制器更包括依據弦波的週期提供一驅動信號至一條或一組導電條，其中指向裝置藉由與被提供驅動信的一條或一組導電條間的電容性耦合或電磁感應接收驅動信號，並且依據驅動信號的週期改變弦波的週期。
  10. 一種抑制低頻雜訊干擾的感測方法，包括：接收具有固定週期的一弦波；在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，包括：偵測出一最大信號與一最小信號；以及計算出最大信號與最小信號的一信號差；以及將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產生一完整偵測信號。
  11. 根據申請專利範圍第10項之感測方法，其中最大信號是以一第一信號篩選電路偵測，第一信號篩選電路包括：一第一二極體，只提供弦波的正週期的信號通過；以及一第一電容，在每次信號偵測時維持由第一二極體提供的最大信號。
  12. 根據申請專利範圍第10項之感測方法，其中最小信號是以一第二信號篩選電路偵測，第二信號篩選電路包括：一第二二極體，只提供弦波的負週期的信號通過；以及一第二電容，在每次信號偵測時維持由第二二極體提供的最小信號。
  13. 根據申請專利範圍第10項之感測方法，其中最大信號是以一第一信號篩選電路偵測，第一信號篩選電路包括： 一第一電容，在每次信號偵測時維持接收到的最大信號；一第一比較器，包括一第一負輸入、一第一正輸入與一第一輸出，其中第一正輸入接收弦波，並且第一負輸入接收第一電容維持的最大信號；以及一第一開關，依據第一輸出的信號在第一正輸入的信號大於第一負輸入的信號時提供弦波給第一電容。
  14. 根據申請專利範圍第10項之感測方法，其中最小信號是以一第二信號篩選電路偵測，第二信號篩選電路包括：一第二電容，在每次信號偵測時維持接收到的最小信號；一第二比較器，包括一第二負輸入、一第二正輸入與二第一輸出，其中第二負輸入接收弦波，並且第二正輸入接收第二電容維持的最小信號；以及一第二開關，依據第二輸出的信號在第二正輸入的信號大於第二負輸入的信號時提供弦波給第二電容。
  15. 一種抑制低頻雜訊干擾的感測裝置，包括：一接收電路，接收一弦波；一偵測電路，在接收到的弦波的任意相位開始進行至少一次信號偵測，每次的信號偵測持續一週期，其中偵測電路包括：一第一信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最大信號；一第二信號篩選電路，在每次信號偵測分別篩選出一最小信號；以及一信號差產生電路，在每次信號偵測分別產生最大信號與最小信號的一信號差；以及一加總電路，將所述至少一次信號偵測的所有信號差相加以產 生一完整偵測信號。
  16. 根據申請專利範圍第15項之感測裝置，其中第一信號篩選電路包括：一第一二極體，只提供弦波的正週期的信號通過；以及一第一電容，在每次信號偵測時維持由第一二極體提供的最大信號。
  17. 根據申請專利範圍第15項之感測裝置，其中第二信號篩選電路包括：一第二二極體，只提供弦波的負週期的信號通過；以及一第二電容，在每次信號偵測時維持由第二二極體提供的最小信號。
  18. 根據申請專利範圍第15項之感測裝置，其中第一信號篩選電路包括：一第一電容，在每次信號偵測時維持接收到的最大信號；一第一比較器，包括一第一負輸入、一第一正輸入與一第一輸出，其中第一正輸入接收弦波，並且第一負輸入接收第一電容維持的最大信號；以及一第一開關，依據第一輸出的信號在第一正輸入的信號大於第一負輸入的信號時提供弦波給第一電容。
  19. 根據申請專利範圍第15項之感測裝置，其中第二信號篩選電路包括：一第二電容，在每次信號偵測時維持接收到的最小信號；一第二比較器，包括一第二負輸入、一第二正輸入與二第一輸出，其中第二負輸入接收弦波，並且第二正輸入接收第二電容維持的最小信號；以及 一第二開關，依據第二輸出的信號在第二正輸入的信號大於第二負輸入的信號時提供弦波給第二電容。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5539269B2 (ja) * 2011-06-27 2014-07-02 シャープ株式会社 静電容量値分布検出方法、静電容量値分布検出回路、タッチセンサシステム、及び情報入出力機器
US10067575B2 (en) * 2012-11-30 2018-09-04 Apple Inc. Noise correction for stylus applications on tablets and other touch devices
KR102078208B1 (ko) * 2013-04-18 2020-02-17 삼성전자주식회사 터치 오 입력을 방지하는 전자 장치 및 방법
KR102101334B1 (ko) * 2013-06-05 2020-04-16 삼성전자주식회사 멀티 레벨 드라이버를 구비한 입력 장치 및 이를 포함하는 사용자 기기
CN104656466A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 宸鸿科技(厦门)有限公司 触控面板的控制系统、装置及侦测方法
US9886142B2 (en) * 2013-12-03 2018-02-06 Pixart Imaging Inc. Capacitive touch sensing system
TWI526904B (zh) * 2013-12-31 2016-03-21 Egalax Empia Technology Inc Capacitive touch device and its chord wave measurement method
US10459623B2 (en) * 2014-04-17 2019-10-29 Microchip Technology Incorporated Touch detection in a capacitive sensor system
US9733731B2 (en) * 2014-05-12 2017-08-15 Atmel Corporation Timing synchronization of active stylus and touch sensor
TWI514230B (zh) * 2014-05-26 2015-12-21 Ite Tech Inc 電容式觸控面板之操作方法和電容式觸控感測器
US20160147372A1 (en) * 2014-11-20 2016-05-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic device and method
US10168804B2 (en) 2015-09-08 2019-01-01 Apple Inc. Stylus for electronic devices
CN107102766B (zh) * 2016-02-19 2020-07-31 禾瑞亚科技股份有限公司 减少触控液晶荧幕受到驱动信号干扰的方法、装置与系统
US10474286B2 (en) * 2016-10-25 2019-11-12 Lg Display Co., Ltd. Touch display device, active pen, touch system, touch circuit, and pen recognition method
CN106767940B (zh) * 2017-02-23 2019-02-01 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种抑制供电频率干扰的方法
CN110753901A (zh) * 2017-11-02 2020-02-04 深圳市柔宇科技有限公司 触控装置的信号处理方法、触控装置和存储介质
US12050241B2 (en) * 2018-10-15 2024-07-30 Sentient Technology Holdings, Llc. Power line sensors with automatic phase identification
CN113285774B (zh) * 2020-02-20 2022-04-15 珠海格力电器股份有限公司 干扰信号处理方法、装置、电子设备及存储介质
CN112039815B (zh) * 2020-07-28 2023-03-28 上海工程技术大学 一种应用于滤波器组多载波系统的干扰消除方法及其应用
CN113052076B (zh) * 2021-03-25 2024-02-27 敦泰电子（深圳）有限公司 信号优化方法、电子装置以及存储芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060293864A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-28 Soss David A Sensor baseline compensation in a force-based touch device
US20080106520A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 3M Innovative Properties Company Touch location sensing system and method employing sensor data fitting to a predefined curve
US20090184940A1 (en) * 2001-05-21 2009-07-23 Synaptics (Uk) Limited Position sensor
US20110227865A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Young Jin Baek Apparatus and method for driving touch panel

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3049043A1 (de) * 1980-12-24 1982-07-15 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und anordnung zur unterdrueckung des niederfrequenten rauschens bei ausgangssignalen von halbleiter- sensoren
US5053757A (en) * 1987-06-04 1991-10-01 Tektronix, Inc. Touch panel with adaptive noise reduction
US5159340A (en) * 1990-08-31 1992-10-27 Hewlett-Packard Company Signal digitizer for bar code readers
CA2239675C (en) * 1998-06-04 2007-11-13 Tet Hin Yeap Suppression of rfi and impulse noise in communications channels
GB0325622D0 (en) * 2003-11-03 2003-12-10 Cambridge Consultants System for determining positional information
GB2416595B (en) * 2004-07-27 2008-03-05 Facility Monitoring Systems Lt Peak detector
US8243049B2 (en) * 2006-12-20 2012-08-14 3M Innovative Properties Company Untethered stylus employing low current power converter
US8040330B2 (en) * 2006-12-28 2011-10-18 3M Innovative Properties Company Untethered stylus empolying multiple reference frequency communication
US7643011B2 (en) * 2007-01-03 2010-01-05 Apple Inc. Noise detection in multi-touch sensors
US7876311B2 (en) * 2007-06-13 2011-01-25 Apple Inc. Detection of low noise frequencies for multiple frequency sensor panel stimulation
US8493331B2 (en) * 2007-06-13 2013-07-23 Apple Inc. Touch detection using multiple simultaneous frequencies
CN101393501B (zh) * 2007-09-17 2010-06-09 禾瑞亚科技股份有限公司 判定电容式触控面板的触控屏幕上触点位置的装置及方法
CN101739186B (zh) * 2008-11-21 2013-08-21 群创光电股份有限公司 影像显示系统、电容式触控面板及其电容测量装置与方法
CN102405415B (zh) * 2009-02-20 2014-06-18 加州理工学院 在高精度长期频率/定时测量中的噪声抑制技术
CN101958090B (zh) * 2009-07-21 2013-01-09 上海天马微电子有限公司 触摸检测电路以及触摸检测方法
JP2011133964A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Sanyo Electric Co Ltd 容量判別回路、容量判別回路を備えたタッチスイッチ
US8330509B2 (en) * 2010-04-12 2012-12-11 Intel Mobile Communications GmbH Suppression of low-frequency noise from phase detector in phase control loop
CN102156597B (zh) * 2011-02-28 2013-05-22 苏州瀚瑞微电子有限公司 触控检测系统及其方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090184940A1 (en) * 2001-05-21 2009-07-23 Synaptics (Uk) Limited Position sensor
US20060293864A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-28 Soss David A Sensor baseline compensation in a force-based touch device
US20080106520A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 3M Innovative Properties Company Touch location sensing system and method employing sensor data fitting to a predefined curve
US20110227865A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Young Jin Baek Apparatus and method for driving touch panel

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