TWI509533B - 多重掃描之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路 - Google Patents

多重掃描之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路 Download PDF

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Description

多重掃描之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路
本發明是有關於一種相位補償方法及相位補償電路，且特別是有關於一種多重掃描之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路。
在多重掃描觸控系統中，觸控面板被驅動時，係接收前端電路發射端(transmitter，TX)所提供的載波訊號(carrier)，以驅動面板上的感測單元進行觸控感測。所述載波訊號經驅動面板後被發送至作為接收端(receiver，RX)的訊號處理電路，此訊號處理電路用以解調變(demodulate)出所述載波訊號的原始資料(raw data)，包括訊號振幅等。
一般而言，採用多重掃描技術的觸控系統，所述發射端提供的載波訊號之間都會具有相位差。為了消除相位差，訊號處理電路在解調變時會對所述載波訊號進行相位補償，以獲得品質 較佳的訊號處理結果。習知進行訊號補償的方法或有重新設計訊號處理電路的硬體架構，來逐一對載波訊號進行補償，此種方法會增加電路的硬體成本，也會需要較多的校正需求。習知另一訊號補償方法則無法處理載波訊號相位展開(phase spread)的問題，容易引致雜訊而增加訊號處理的困難。
本發明提供一種相位補償方法，可自動對多重掃描之觸控系統的載波訊號進行補償。
本發明提供一種相位補償電路，可自動對多重掃描之觸控系統的載波訊號進行補償。
本發明的一種多重掃描之觸控系統的相位補償方法包括如下步驟。接收多個載波訊號，並且對各載波訊號進行一解調變操作，以取得各載波訊號的一第一成份訊號及一第二成份訊號。分別對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行一反矩陣運算。對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一訊號混合操作，以獲得各載波訊號所載之資料。
在本發明的一實施例中，對各載波訊號進行解調變操作，以取得各載波訊號的第一成份訊號及第二成份訊號的步驟如下步驟。接收一第一解調變訊號及一第二解調變訊號，並分別混合各載波訊號和第一解調變訊號及第二解調變訊號。對包括第一解調變訊號的各載波訊號以及包括第二解調變訊號的各載波訊 號，進行一濾波操作，以取得各載波訊號的第一成份訊號及第二成份訊號。
在本發明的一實施例中，分別對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行該反矩陣運算的步驟包括如下步驟。經由一訊號處理通道，對經一第一解調變操作的第一成份訊號以及對經一第二解調變操作的第二成份訊號進行反矩陣運算。
在本發明的一實施例中，分別對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行反矩陣運算的步驟包括如下步驟。經由一第一訊號處理通道，對經一第一解調變操作的第一成份訊號進行反矩陣運算。經由一第二訊號處理通道，對經一第二解調變操作的第二成份訊號進行反矩陣運算。
在本發明的一實施例中，第一成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之一者。第二成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之另一者。
在本發明的一實施例中，對應第一成份訊號，解調變操作選自同相解調變操作及正交解調變操作兩者其中之一者。對應第二成份訊號，解調變操作選自同相解調變通道及正交解調變通道兩者其中之另一者。
在本發明的一實施例中，所接收的載波訊號在被接收之前已經一矩陣運算處理。反矩陣運算是對應矩陣運算來對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行處理。
在本發明的一實施例中，對經反矩陣運算的第一成份訊 號及第二成份訊號，進行訊號混合操作的步驟包括如下步驟。對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一次方運算。對經次方運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一總和運算。
在本發明的一實施例中，對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行訊號混合操作的步驟更包括如下步驟。對經次方運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一根式運算。
在本發明的一實施例中，分別對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行該反矩陣運算的步驟，在對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行訊號混合操作，以獲得各載波訊號所載之資料的步驟之前執行。
本發明的一種多重掃描之觸控系統的相位補償電路，包括多個訊號解調變通道、一訊號處理單元以及一訊號補償單元。訊號解調變通道接收多個載波訊號，並且對各載波訊號進行一解調變操作，以取得各載波訊號的一第一成份訊號及一第二成份訊號。訊號處理單元分別對第一成份訊號及第二成份訊號進行一反矩陣運算。訊號補償單元對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一訊號混合操作，以獲得各載波訊號所載之資料。
在本發明的一實施例中，各訊號解調變通道包括一第一解調變通道以及一第二解調變通道。第一解調變通道用以混合載波訊號對應的其中之一和一第一解調變訊號，並且對經混合而包括第一解調變訊號的其中之一載波訊號，進行一濾波操作，以取 得其中之一載波訊號的第一成份訊號。第二解調變通道用以混合其中之一載波訊號和一第二解調變訊號，並且對經混合而包括第二解調變訊號的其中之一載波訊號，進行濾波操作，以取得其中之一載波訊號的第二成份訊號。
在本發明的一實施例中，各訊號解調變通道更包括一訊號接收及放大單元。訊號接收及放大單元用以接收並放大載波訊號對應的其中之一，以傳遞其中之一載波訊號至第一解調變通道及第二解調變通道。
在本發明的一實施例中，相位補償電路更包括一訊號產生單元。訊號產生單元用以產生第一解調變訊號及第二解調變訊號。
在本發明的一實施例中，訊號處理單元包括一訊號處理通道。訊號處理通道包括一矩陣運算單元，用以對第一成份訊號以及第二成份訊號進行反矩陣運算。
在本發明的一實施例中，訊號處理單元包括一第一訊號處理通道以及一第二訊號處理通道。第一訊號處理通道包括一第一矩陣運算單元，用以對第一成份訊號進行反矩陣運算。第二訊號處理通道包括一第二矩陣運算單元，用以對第二成份訊號進行反矩陣運算。
在本發明的一實施例中，第一成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之一者。第二成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之另一者。
在本發明的一實施例中，對應第一成份訊號，第一訊號處理通道係選自同相解調變通道及正交解調變通道兩者其中之一者，用以對第一成份訊號進行解調變操作。對應第二成份訊號，第二訊號處理通道係選自同相解調變通道及正交解調變通道兩者其中之另一者，用以對第二成份訊號進行解調變操作。
在本發明的一實施例中，所接收的載波訊號在被接收之前已經一矩陣運算處理。反矩陣運算是對應矩陣運算來對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行處理。
在本發明的一實施例中，訊號補償單元包括一次方運算單元以及一總和運算單元。次方運算單元對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一次方運算。總和運算單元對經次方運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一總和運算。
在本發明的一實施例中，訊號補償單元更包括一根式運算單元。根式運算單元，對經次方運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一根式運算。
基於上述，在本發明的範例實施例中，多重掃描之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路，經由所述訊號處理通道對不同的成份訊號進行解調變操作之後，再對經解調變操作的成份訊號進行反矩陣運算。此種方法可自動對多重掃描之觸控系統的載波訊號進行補償。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200、300、600‧‧‧觸控面板
400、500、900‧‧‧相位補償電路
410-1、410-2、410-N、510-1、510-2、510-N‧‧‧訊號解調變通道
420、520、920‧‧‧訊號處理單元
420-1、520-1‧‧‧第一訊號處理通道
420-2、520-2‧‧‧第二訊號處理通道
422-1、522-1‧‧‧第一矩陣運算單元
422-2、522-2‧‧‧第二矩陣運算單元
430、530‧‧‧訊號補償單元
512-1、512-2、512-N‧‧‧訊號接收及放大單元
514-1、514-2、514-N‧‧‧第一解調變通道
516-1、516-2、516-N‧‧‧第二解調變通道
532‧‧‧次方運算單元
534‧‧‧總和運算單元
536‧‧‧根式運算單元
540‧‧‧訊號產生單元
542‧‧‧第一訊號產生電路
544‧‧‧第二訊號產生電路
922‧‧‧訊號處理通道
923‧‧‧矩陣運算單元
TX、TX1、TX2、TX3、TXN、RX、RX1、RX2、RX3、RXN‧‧‧訊號
MTP100 、MTP200 、MTP300 ‧‧‧觸控面板矩陣
MTX1 、MTX3 、MRX3 ‧‧‧載波訊號矩陣
MI 、MQ 、MC 、MS ‧‧‧矩陣
MIQ ‧‧‧原始資料矩陣
RX1-C、RX2-C、RXN-C‧‧‧第一成份訊號
RX1-S、RX2-S、RXN-S‧‧‧第二成份訊號
S1‧‧‧第一解調變訊號
S2‧‧‧第二解調變訊號
S700、S710、S720、S800、S812、S814、S822、S824、S832、S834、S840‧‧‧相位補償方法的步驟
圖1繪示一個以3×3矩陣來表示觸控面板之線性模式的觸控系統。
圖2繪示單一掃描觸控系統的概要示意圖。
圖3繪示多重掃描觸控系統的概要示意圖。
圖4繪示本發明一實施例之多重掃描之觸控系統及其相位補償電路。
圖5繪示本發明另一實施例之多重掃描之觸控系統及其相位補償電路。
圖6繪示本發明一實施例之多重掃描之觸控系統的相位補償方法的概要示意圖。
圖7繪示本發明一實施例之多重掃描之觸控系統的相位補償方法的步驟流程圖。
圖8繪示本發明另一實施例之多重掃描之觸控系統的相位補償方法的步驟流程圖。
圖9繪示本發明另一實施例之多重掃描之觸控系統及其相位補償電路。
一般而言，在觸控系統中，其觸控面板依據前端電路的 發射端在同一時序所提供的掃描訊號的數量來區分，可分為單一掃描(Single-scan)觸控系統及多重掃描(Multi-scan)觸控系統。在單一掃描觸控系統中，其前端電路的發射端在同一時序僅會提供一個掃描訊號給觸控面板。相對的，在多重掃描觸控系統中，其前端電路的發射端在同一時序會同時提供多個掃描訊號給觸控面板。前述兩種掃描型式的觸控系統，一般都可以線性模式來對系統加以理解，此線性模式的表述包括訊號振幅及訊號相位。
舉例而言，圖1繪示一個以3×3矩陣來表示觸控面板之線性模式的觸控系統。請參考圖1，在此例中，觸控面板100之前端電路的發射端(未繪示)會提供多個訊號TX給觸控面板100，而所述訊號TX經驅動面板100後會被發送至作為接收端的訊號處理電路(未繪示)，其中被發送至接收端的訊號以RX來表示。以線性模式來表示的觸控面板100，其各矩陣元素(element)都有對應的訊號振幅及訊號相位。例如，如圖1所示，在觸控面板矩陣MTP100 中，第1行(column)第1列(line)的元素，其訊號振幅為A11 且訊號相位為θ11 ，標示為(A11 ,θ11 )。其餘矩陣元素的訊號振幅及訊號相位已直接標註在圖1中。一般而言，位於驅動面板100後端的所述訊號處理電路會對訊號RX進行處理，以取得各訊號對應的振幅A11 至A33 等，或可稱之為原始資料(raw data)。
因應觸控系統的線性模式，訊號TX的其中一種形式可以是載波訊號。圖2繪示單一掃描觸控系統的概要示意圖，其中傳遞至觸控面板200的載波訊號係以TX1至TX3來表示。請參照圖 2，單一掃描觸控系統之發射端在同一時序僅會提供一個載波訊號給觸控面板200。因此，在載波訊號矩陣MTX1 中，對應第一時序的第一行僅第一列的元素表示為”1”，即此時的載波訊號TX1包括cos(ωt)的訊號成分，而第一行的其餘元素為”0”。類似的，在第二時序時，第二行第二列的元素為”1”，其餘元素為”0”。在單一掃描觸控系統的載波訊號矩陣的維度擴張時，其各行的元素可依此原則類推。
圖3繪示多重掃描觸控系統的概要示意圖，其中傳遞至觸控面板300的載波訊號係以TX1至TX3來表示。請參照圖3，多重掃描觸控系統的發射端在同一時序會同時提供多個載波訊號給觸控面板300。因此，在載波訊號矩陣MTX3 中，對應第一時序的第一行元素例如是[1 -1 -1]T ，對應第二時序的第二行元素例如是[-1 1 -1]T ，對應第三時序的第三行元素例如是[-1 -1 1]T 。其中，表述為”1”的元素表示對應的載波訊號包括cos(ωt)的訊號成分，表述為”-1”的元素表示對應的載波訊號包括cos(ωt+180°)的訊號成分。
應注意的是，在前述圖1至圖3的相關例中，是以三個 載波訊號TX1至TX3為例，一般而言，在實際應用上，傳遞至觸控面板的載波訊號之數量至少可包括8至10個載波訊號。此際，觸控面板之矩陣維度也會隨之調整，本發明之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路的應用範疇，並不受限於傳遞至觸控面板的載波訊號之數量。
圖4繪示本發明一實施例之多重掃描之觸控系統及其相位補償電路。請參照圖4，本實施例之相位補償電路400包括多個訊號解調變通道410-1至410-N、一訊號處理單元420以及一訊號補償單元430。訊號解調變通道410-1至410-N分別用以接收多個載波訊號RX1至RXN，並且對各載波訊號RX1至RXN進行解調變操作，以取得各載波訊號RX1至RXN的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S。在本實施例中，所述解調變操作可以包括例如是正交調幅模式中之同相解調變操作及正交解調變操作。惟本發明並不限於此，所述解調變操作之方法及其步驟端視發送端的調變方式之不同而可有所調整。在本實施例中，載波訊號RX1至RXN例如包括弦波形式的訊號成分，因此，各載波訊號RX1至RXN經解調變後所獲得的第一成份訊號RX1-C至RXN-C例如是餘弦波(cosine wave)形式的訊號成分，所獲得的得第二成份訊號RX1-S至RXN-S例如是正弦波(sine wave)形式的訊號成分。
應注意的是，在本實施例中，相位補償電路400所接收的訊號RX1至RXN是以載波訊號為例，一般而言，載波(carrier wave)是指被調變以傳輸信號的波形。惟本發明之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路的應用範疇，並不受限於處理載波形式的訊號。舉例而言，若相位補償電路400所接收的訊號RX1至RXN是方波訊號，此際，相位補償電路400可先將方波訊號調整為弦波訊號，再對所述弦波訊號進行相位補償，同樣可獲得載波 訊號的原始資料。
接著，本實施例之訊號處理單元420包括至少兩個訊號處理通道420-1、420-2。第一訊號處理通道420-1及第二訊號處理通道420-2分別對第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行一反矩陣運算。在本實施例中，第一訊號處理通道420-1包括第一矩陣運算單元422-1。第一矩陣運算單元422-1用以對經解調變操作的第一成份訊號RX1-C至RXN-C進行反矩陣運算。第二訊號處理通道420-2包括第二矩陣運算單元422-2。第二矩陣運算單元422-2用以對第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行反矩陣運算。
在本實施例中，傳遞至觸控面板500的載波訊號TX1至TXN會先經過一矩陣運算處理，例如是載波訊號矩陣與觸控面板矩陣之積，以圖3為例即MTX3 ‧MTP100 ，以產生載波訊號RX1至RXN。換言之，相位補償電路400所接收的載波訊號RX1至RXN在被接收之前已經前述矩陣運算處理。因此，在本實施例中，訊號處理單元420分成兩個訊號處理通道，其一針對載波訊號的第一成份訊號進行反矩陣運算，另一針對載波訊號的第二成份訊號進行反矩陣運算，分別處理。此反矩陣運算是對應觸控面板500的矩陣運算來對經解調變操作後的第一成份訊號及第二成份訊號進行處理，以圖3為例即MTX3 ‧MTP100 ‧MTP100 -1 ，其中MTP100 -1 係訊號處理單元420對載波訊號進行反矩陣運算時所利用的運算矩陣，且MTP100 ‧MTP100 -1 =I，I單位矩陣。應注意的是，本發明之 觸控系統的相位補償方法及相位補償電路的應用範疇，並不受限於傳遞至觸控面板的載波訊號之數量。
接著，本實施例之訊號補償單元430對經解調變操作及反矩陣運算的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行一訊號混合操作，以獲得各載波訊號所載之原始資料，此原始資料包括各載波訊號之振幅。在本實施例中，訊號混合操作包括對第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行平方運算、總和運算及根式運算至少其中之一，以對各載波訊號進行相位補償。
在本實施例中，相位補償電路400對各載波訊號RX1至RXN進行相位補償的步驟是先利用訊號解調變通道410-1至410-N分別對各載波訊號RX1至RXN進行對應的解調變操作。接著，相位補償電路400再利用訊號處理單元420分別對經解調變操作的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行反矩陣運算。繼之，相位補償電路400再利用訊號補償單元430對經解調變操作及反矩陣運算的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行訊號混合操作，以對各載波訊號進行相位補償。此種相位補償方式可降低電路的硬體成本，同時也可有效處理載波訊號相位展開(phase spread)的問題。
圖5繪示本發明另一實施例之多重掃描之觸控系統及其相位補償電路。圖6繪示本發明一實施例之多重掃描之觸控系統 的相位補償方法的概要示意圖。請參照圖5及圖6，為了簡要說明起見，圖6實施例之傳遞至相位補償電路的載波訊號之數量係以3個訊號做為例示說明，但本發明之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路的應用範疇，並不受限於載波訊號之數量，即不限於圖6所例示的矩陣之維度。此外，本實施例所述之解調變操作是以正交調幅模式中之同相解調變操作及正交解調變操作做為例示說明，但本發明並不限於此。
在本實施例中，各訊號解調變通道510-1至510-N包括訊號接收及放大單元512-1至512-N、第一解調變通道514-1至514-N以及第二解調變通道516-1至516-N。訊號接收及放大單元512-1至512-N用以接收並放大載波訊號對應的其中之一，以傳遞被接收並放大的所述其中之一載波訊號至對應的第一解調變通道及對應的第二解調變通道。舉例而言，訊號接收及放大單元512-1係接收並放大載波訊號RX1，之後再傳遞被放大後的載波訊號RX1至第一解調變通道514-1及第二解調變通道516-1。在此例中，訊號接收及放大單元512-1例如包括互阻放大器(transimpedance amplifier，TIA)及類比數位轉換器(analog-to-digital converter，ADC)。互阻放大器用以將載波訊號RX1放大至類比數位轉換器所需的輸入範圍。
接著，第一解調變通道514-1至514-N例如是同相解調變通道。同相解調變通道514-1至514-N用以混合載波訊號RX1至RXN對應的其中之一和第一解調變訊號S1，並且對經混合而包 括第一解調變訊號S1的所述其中之一載波訊號，進行濾波操作，以取得所述其中之一載波訊號的第一成份訊號。舉例而言，第一解調變通道514-1係混合載波訊號RX1和第一解調變訊號S1，並且對經混合而包括第一解調變訊號S1的載波訊號RX，進行濾波操作，以取得載波訊號RX1的第一成份訊號RX1-C。在同相解調變通道的範例實施例中，第一解調變訊號S1例如是餘弦波形式的解調變訊號。因此，載波訊號RX1至RXN經濾波操作後可解析出餘弦波形式的訊號成分，即第一成份訊號RX1-C至RXN-C。
類似的，第二解調變通道516-1至516-N例如是正交解調變通道。正交解調變通道516-1至516-N用以混合載波訊號RX1至RXN對應的其中之一和第二解調變訊號S2，並且對經混合而包括第二解調變訊號S2的所述其中之一載波訊號，進行濾波操作，以取得所述其中之一載波訊號的第二成份訊號。舉例而言，第二解調變通道516-1係混合載波訊號RX1和第二解調變訊號S2，並且對經混合而包括第二解調變訊號S2的載波訊號RX1，進行濾波操作，以取得載波訊號RX1的第二成份訊號RX1-S。在正交解調變通道的範例實施例中，第二解調變訊號S2例如是正弦波形式的訊號。因此，載波訊號RX1至RXN經濾波操作後可解析出正弦波形式的訊號成分，即第二成份訊號RX1-S至RXN-S。
在本實施例中，相位補償電路500更包括一訊號產生單元540，其第一訊號產生電路542例如用以產生第一解調變訊號S1。在同相解調變操作的範例實施例中，第一解調變訊號S1的訊 號形式之一例如是cos(ωt)，其中ω為解調變基頻。另一方面，訊號產生單元540的第二訊號產生電路544例如用以產生第二解調變訊號S2。在正交解調變操作的範例實施例中，第二解調變訊號S2的訊號形式之一例如是sin(ωt)。
在本實施例中，第一成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號，以及第二成份訊號為正交調幅模式中之正交訊號。因此，對應第一成份訊號，第一訊號處理通道係同相解調變通道，用以對第一成份訊號進行同相解調變操作。對應第二成份訊號，第一訊號處理通道係正交解調變通道，用以對該些第二成份訊號進行正交解調變操作。在另一實施例中，對應第一成份訊號的改變，例如第一成份訊號為正交訊號，第一訊號處理通道之設計可對應調整為正交解調變通道。對應第二成份訊號的改變，例如第二成份訊號此際為同相訊號，第二訊號處理通道之設計可對應調整為同相解調變通道。
另一方面，本實施例之第一解調變通道514-1至514-N及第二解調變通道516-1至516-N之操作可由圖6的概要示意圖獲得進一步的了解。請參考圖6，以3個載波訊號之數量為例，MRX3 係被傳遞至第一解調變通道及第二解調變通道的載波訊號矩陣，其第一行元素如圖6的載波訊號矩陣MRX3 所示，此第一行元素對應第一時序相位補償電路所接收的訊號RX1至RX3。第一解調變通道及第二解調變通道在第一時序分別對載波訊號矩陣MRX3 的第一行元素進行同相解調變操作、正交解調變操作及濾波操 作，以獲得第一時序的載波訊號RX1至RX3的第一成份訊號RX1-C至RX3-C及第二成份訊號RX1-S至RX3-S，其解調變及濾波結果分別如矩陣MI 及MQ 的第一行元素所示。第一解調變通道及第二解調變通道在第二時序及第三時序分別對載波訊號矩陣MRX3 的第二行元素及第三行元素進行同相解調變操作、正交解調變操作及濾波操作的原則及結果，可參照上述第一時序的例示方式類推之。由圖6可知，經解調變操作及濾波操作後的矩陣MI 及MQ ，各元素已不包含頻率因子ω，因此，調變操作及濾波操作之步驟可消除頻率對原始資料的影響。
接著，請參考圖5，在取得載波訊號RX1至RXN的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S之後。本實施例之訊號處理單元520分成兩個訊號處理通道520-1及520-2，分別包括第一矩陣運算單元522-1及第二矩陣運算單元522-2。第一矩陣運算單元522-1係針對第一成份訊號RX1-C至RXN-C進行反矩陣運算，第二矩陣運算單元522-2係針對第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行反矩陣運算，兩者分別處理。此反矩陣運算是對應載波訊號TX1至TXN經觸控面板600的矩陣運算來對經解調變操作後的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行處理。
因此，在圖6中，經解調變操作及濾波操作後的矩陣MI 及MQ ，再分別經由不同通道的矩陣運算單元進行反矩陣運算後，其結果如矩陣MC 及MS 所示。由矩陣MC 及MS 中各元素的運算結 果來看，相較於矩陣MI 及MQ ，經反矩陣運算後，矩陣MC 及MS 中對應各載波訊號的各矩陣元素已進一步單純化，各載波訊號之間的干擾已有效降低。
接著，請參考圖5，本實施例之訊號補償單元530包括一次方運算單元532、一總和運算單元534以及一根式運算單元536。次方運算單元532對經反矩陣運算的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行次方運算。在此例中，次方運算係以平方運算作為例示說明。接著，總和運算單元534對經次方運算的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行總和運算。繼之，根式運算單元536對經次方運算的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行根式運算，以獲得各載波訊號所載之資料。對應所述平方運算，此例的根式運算例如是開平方根運算。在本實施例中，各載波訊號的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S分別是餘弦波形式及正弦波形式的訊號，因此，訊號補償單元530利用平方運算、總和運算及根式運算可有效消除相位對各載波訊號所載之原始資料的影響，從而獲得原始資料矩陣MIQ 的運算結果。因此，訊號補償單元530可對各載波訊號進行相位補償，以取得品質較佳的所述原始資料。
在本發明另一實施例中，訊號補償單元530也可僅利用平方運算及總和運算來消除相位對各載波訊號所載之原始資料的影響，因此，根式運算之步驟可選擇性的實施，本發明並不加以 限制。
從另一觀點來看，圖9繪示本發明另一實施例之多重掃描之觸控系統及其相位補償電路。本實施例之相位補償電路900類似於圖4之相位補償電路400，惟兩者之間主要的差異例如在於訊號處理單元920包括單一個訊號處理通道922，而其內部的矩陣運算單元923也是以單一個矩陣電路來實施。
相較於圖4之實施例，本實施例之訊號處理通道922包括單一個矩陣運算單元923。在訊號處理單元920接收到各載波訊號RX1至RXN的第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S之後，訊號處理通道922的矩陣運算單元923用以對第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行反矩陣運算。此反矩陣運算是對應觸控面板300的矩陣運算來對經解調變操作後的第一成份訊號及第二成份訊號進行處理，以取得各載波訊號所載之原始資料。
換句話說，本發明之範例實施例的矩陣運算單元在硬體實施上可以用一至多個電路區塊來實現，例如圖4及圖9，本發明並不加以限制。也就是說，在訊號處理通道的概念上，本發明之範例實施例的實現方式包括但不限於一至多個電路區塊。只要在訊號混合之前，對第一成份訊號RX1-C至RXN-C及第二成份訊號RX1-S至RXN-S進行反矩陣運算，都可以達到本發明之範例實施例所揭露的相位補償方法。
圖7繪示本發明一實施例之多重掃描之觸控系統的相位 補償方法的步驟流程圖。請參考圖7，本實施例之相位補償方法包括如下步驟。在步驟S700中，接收多個載波訊號，並且對各載波訊號進行一解調變操作，以取得各載波訊號的一第一成份訊號及一第二成份訊號。接著，在步驟S710中，至少經由兩個訊號處理通道，分別對經解調變操作的第一成份訊號及第二成份訊號進行一反矩陣運算。繼之，在步驟S720中，對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行一訊號混合操作，以獲得各載波訊號所載之原始資料。
圖8繪示本發明另一實施例之多重掃描之觸控系統的相位補償方法的步驟流程圖。請參考圖8，本實施例之相位補償方法包括如下步驟。在步驟S800中，接收多個載波訊號。接著，在步驟S812中，接收第一解調變訊號，並混合各載波訊號和第一解調變訊號。繼之，在步驟S822中，對包括第一解調變訊號的各載波訊號，進行濾波操作，以取得各載波訊號的第一成份訊號。之後，在步驟S832中，經由第一訊號處理通道，對經第一解調變操作的第一成份訊號進行反矩陣運算。另一方面，在步驟S814中，接收第二解調變訊號，並混合各載波訊號和第二解調變訊號。繼之，在步驟S824中，對包括第二解調變訊號的各載波訊號，進行濾波操作，以取得各載波訊號的第二成份訊號。之後，在步驟S834中，經由第二訊號處理通道，對經第二解調變操作的第二成份訊號進行反矩陣運算。在步驟S840中，對經反矩陣運算的第一成份訊號及第二成份訊號，進行訊號混合操作，以獲得各載波訊號所載之 原始資料。
另外，本發明之實施例的相位補償方法可以由圖1至圖6實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。
綜上所述，在本發明的範例實施例中，多重掃描之觸控系統的相位補償方法及相位補償電路，經由所述至少兩個訊號處理通道對不同的成份訊號進行解調變操作之後，再對經解調變操作的成份訊號進行反矩陣運算。此種相位補償方式除了可自動對多重掃描之觸控系統的訊號進行補償之外，也可降低電路的硬體成本，同時也可有效處理訊號相位展開的問題。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
500‧‧‧相位補償電路
510-1、510-2、510-N‧‧‧訊號解調變通道
520‧‧‧訊號處理單元
520-1‧‧‧第一訊號處理通道
520-2‧‧‧第二訊號處理通道
522-1‧‧‧第一矩陣運算單元
522-2‧‧‧第二矩陣運算單元
530‧‧‧訊號補償單元
512-1、512-2、512-N‧‧‧訊號接收及放大單元
514-1、514-2、514-N‧‧‧第一解調變通道
516-1、516-2、516-N‧‧‧第二解調變通道
532‧‧‧次方運算單元
534‧‧‧總和運算單元
536‧‧‧根式運算單元
540‧‧‧訊號產生單元
542‧‧‧第一訊號產生電路
544‧‧‧第二訊號產生電路
600‧‧‧觸控面板
TX1、TX2、TXN、RX1、RX2、RXN‧‧‧訊號
MI 、MQ 、MC 、MS ‧‧‧矩陣
MIQ ‧‧‧原始資料矩陣
RX1-C、RX2-C、RXN-C‧‧‧第一成份訊號
RX1-S、RX2-S、RXN-S‧‧‧第二成份訊號
S1‧‧‧第一解調變訊號
S2‧‧‧第二解調變訊號

Claims (21)

  1. 一種多重掃描之觸控系統的相位補償方法，包括：接收多個載波訊號，並且對各該載波訊號進行一解調變操作，以取得各該載波訊號的一第一成份訊號及一第二成份訊號；分別對經該解調變操作的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行一反矩陣運算；以及對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一訊號混合操作，以獲得各該載波訊號所載之資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的相位補償方法，其中對各該載波訊號進行該解調變操作，以取得各該載波訊號的該第一成份訊號及該第二成份訊號的步驟包括：接收一第一解調變訊號及一第二解調變訊號，並分別混合各該載波訊號和該第一解調變訊號及該第二解調變訊號；以及對包括該第一解調變訊號的各該載波訊號以及包括該第二解調變訊號的各該載波訊號，進行一濾波操作，以取得各該載波訊號的該第一成份訊號及該第二成份訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的相位補償方法，其中分別對經該解調變操作的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行該反矩陣運算的步驟包括：經由一訊號處理通道，對經一第一解調變操作的該些第一成份訊號以及對經一第二解調變操作的該些第二成份訊號進行該反矩陣運算。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的相位補償方法，其中分別對經該解調變操作的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行該反矩陣運算的步驟包括：經由一第一訊號處理通道，對經一第一解調變操作的該些第一成份訊號進行該反矩陣運算；以及經由一第二訊號處理通道，對經一第二解調變操作的該些第二成份訊號進行該反矩陣運算。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的相位補償方法，其中該些第一成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之一者，以及該些第二成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之另一者。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的相位補償方法，其中對應該些第一成份訊號，該解調變操作選自同相解調變操作及正交解調變操作兩者其中之一者，以及對應該些第二成份訊號，該解調變操作選自同相解調變通道及正交解調變通道兩者其中之另一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的相位補償方法，其中所接收的該些載波訊號在被接收之前已經一矩陣運算處理，以及該反矩陣運算是對應該矩陣運算來對經該解調變操作的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行處理。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的相位補償方法，其中對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行該訊號混合操作的步驟包括： 對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一次方運算；以及對經該次方運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一總和運算。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的相位補償方法，其中對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行該訊號混合操作的步驟更包括：對經該次方運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一根式運算。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的相位補償方法，其中分別對經該解調變操作的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行該反矩陣運算的步驟，在對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行該訊號混合操作，以獲得各該載波訊號所載之資料的步驟之前執行。
  11. 一種多重掃描之觸控系統的相位補償電路，包括：多個訊號解調變通道，接收多個載波訊號，並且對各該載波訊號進行一解調變操作，以取得各該載波訊號的一第一成份訊號及一第二成份訊號；一訊號處理單元，分別對該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行一反矩陣運算；以及一訊號補償單元，對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一訊號混合操作，以獲得各該載波訊號 所載之資料。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的相位補償電路，其中各該訊號解調變通道包括：一第一解調變通道，用以混合該些載波訊號對應的其中之一和一第一解調變訊號，並且對經混合而包括該第一解調變訊號的該其中之一載波訊號，進行一濾波操作，以取得該其中之一載波訊號的該第一成份訊號；以及一第二解調變通道，用以混合該其中之一載波訊號和一第二解調變訊號，並且對經混合而包括該第二解調變訊號的該其中之一載波訊號，進行該濾波操作，以取得該其中之一載波訊號的該第二成份訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的相位補償電路，其中各該訊號解調變通道更包括：一訊號接收及放大單元，用以接收並放大該些載波訊號對應的其中之一，以傳遞該其中之一載波訊號至該第一解調變通道及該第二解調變通道。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的相位補償電路，更包括：一訊號產生單元，用以產生該第一解調變訊號及該第二解調變訊號。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的相位補償電路，其中該訊號處理單元包括：一訊號處理通道，包括一矩陣運算單元，用以對該些第一成 份訊號以及該些第二成份訊號進行該反矩陣運算。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的相位補償電路，其中該訊號處理單元包括：一第一訊號處理通道，包括一第一矩陣運算單元，用以對該些第一成份訊號進行該反矩陣運算；以及一第二訊號處理通道，包括一第二矩陣運算單元，用以對該些第二成份訊號進行該反矩陣運算。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的相位補償電路，其中該些第一成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之一者，以及該些第二成份訊號為正交調幅模式中之同相訊號及正交訊號兩者其中之另一者。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的相位補償電路，其中對應該些第一成份訊號，該第一訊號處理通道係選自同相解調變通道及正交解調變通道兩者其中之一者，用以對該些第一成份訊號進行該解調變操作，以及對應該些第二成份訊號，該第二訊號處理通道係選自同相解調變通道及正交解調變通道兩者其中之另一者，用以對該些第二成份訊號進行該解調變操作。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的相位補償電路，其中所接收的該些載波訊號在被接收之前已經一矩陣運算處理，以及該反矩陣運算是對應該矩陣運算來對經該解調變操作的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號進行處理。
  20. 如申請專利範圍第11項所述的相位補償電路，其中該訊 號補償單元包括：一次方運算單元，對經該反矩陣運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一次方運算；以及一總和運算單元，對經該次方運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一總和運算。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的相位補償電路，其中該訊號補償單元更包括：一根式運算單元，對經該次方運算的該些第一成份訊號及該些第二成份訊號，進行一根式運算。
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