TWI512553B - 觸控感測裝置及其方法 - Google Patents

觸控感測裝置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI512553B
TWI512553B TW098131786A TW98131786A TWI512553B TW I512553 B TWI512553 B TW I512553B TW 098131786 A TW098131786 A TW 098131786A TW 98131786 A TW98131786 A TW 98131786A TW I512553 B TWI512553 B TW I512553B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
sensing
code
driving
touch
Prior art date
Application number
TW098131786A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201112067A (en
Inventor
Hung Wei Wu
Original Assignee
Silicon Integrated Sys Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silicon Integrated Sys Corp filed Critical Silicon Integrated Sys Corp
Priority to TW098131786A priority Critical patent/TWI512553B/zh
Publication of TW201112067A publication Critical patent/TW201112067A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI512553B publication Critical patent/TWI512553B/zh

Links

Description

觸控感測裝置及其方法
本發明係關於觸控感測,明確而言,是有關於低雜訊且可實行多點觸控感測之觸控感測裝置。
觸控面板係利用感測陣列來檢測由手指、觸筆之類物品所行之觸碰的位置與強度。第1圖係顯示具有感測陣列10之一般觸控感測裝置1(例如觸控面板)的示意圖。該感測陣列10包含一群縱向導電軌以及一群橫向導電軌排列成X-Y座標的行與列,或者排列成極座標樣態,在各個交點有感測元件(未圖示)。舉例而言,感測元件一般實施為電阻器或是電容器。控制單元12經由多工器16傳送驅動信號以驅動感測陣列10的列i。被驅動的列i之各行的感測信號係經過多工器14而由控制單元12依序或同時檢測以判定觸碰位置與強度。藉由檢查感測信號的值,可得知觸碰位置與強度。舉例而言,假設一列有十六個節點(亦即,各列與十六行相交),對於一特定列的十六個節點的感測信號的信號值為(0,0,0,1,2,3,4,3,2,1,0,0,0,0,0,0),這表示第七個節點有較強的觸碰。然而,感測元件對雜訊相當敏感。因此,感測信號的值容易受到影響以致難以精確地區分觸碰位置並判斷觸碰強度。
如今觸控面板等觸控感測裝置已廣泛使用於各種應用並涉及許多複雜的功能性操作,像是無線通訊等。因此,觸控面板可能受到各種雜訊影響,諸如1/f雜訊、白色雜訊、電力雜訊、50/60赫芝雜訊、微波(例如紅外線、藍芽等)雜訊、背光雜訊等等。各種雜訊分散在不同的頻帶。第2圖顯示各種雜訊以及信號如何與此等雜訊耦合。上方的圖顯示諸如1/f雜訊23、60赫芝雜訊25、區域雜訊27以及白色高斯雜訊29等各種雜訊的分佈。直流信號係由一黑色箭頭21表示。中間的圖顯示理想的感測信號。下方的圖顯示耦合雜訊之感測信號。一般而言,高頻雜訊可利用低通濾波器加以濾除。然而,如果吾人嘗試利用低截止頻率的低通濾波器濾除較低頻帶的雜訊以擷取直流項(亦即所要的信號),此濾波器的響應時間會相當慢。舉例而言,如果使用10赫芝之截止頻率來濾除60赫芝雜訊,則響應時間將延遲0.1秒。此種延遲會導致觸控面板操作不便。
在習知調變/解調技術中,可利用頻率為f1的載波調變一電壓或電流驅動信號以驅動感測陣列的行與列。而後從感測陣列取得的感測信號係以頻率為f2的解調信號加以解調。如此,可產生頻率為(f1+f2)以及(f1-f2)的信號。如果低通濾波器具有低於(f1+f2)/2之截止頻率,則可將高頻成份濾除,而取得低頻成份。當f1=f2,則該低頻成份即為直流項,也就是所要的感測信號。觸碰事件可從直流項得知。直流項的變化係對應肇因於觸碰的電容值或電阻值變化。然而,用於調變驅動信號的載波必須選在低雜訊的頻帶。如果載波是在高雜訊的頻帶,則感測信號的信號雜訊比(SNR)將會劣化。因此,載波(亦即調變信號)必須選在低雜訊頻帶。為了知道何個頻帶具有最低的雜訊,需要掃描並檢查所有的頻帶,如此會增加硬體與時間的成本。
傳統上,觸控面板一次只能擷取感測陣列的一個節點(一行與一列的交點)的資訊。當觸控面板的面積很大時,感測陣列具有相當大數量的行與列。因此,在感測陣列中可能有數千個節點。要掃描一幀圖框,必須進行數千次測量,以致反應時間很長。故需要能夠迅速有效掃描感測陣列的技術以檢查是否有觸碰事件發生於觸控面板。
本發明之一目的在於提供一種可將雜訊干擾分散於不同頻率的觸控感測裝置。本發明之另一目的係提供一種能以有效方式實行多點觸控感測之觸控感測裝置。
根據本發明之一特點,觸控感測裝置包含一感測陣列,具有相互交錯的多行與多列以定義多個節點;一調變信號產生器,用以提供調變信號;一信號源,從調變信號產生器接收調變信號以提供調變驅動信號來驅動感測陣列的一列;以及一解調器,接收從感測陣列的一行測量到的感測信號,並以調變信號產生器所提供的調變信號來解調感測信號以擷取一節點的觸碰資訊,該節點為被驅動的列與被測量的行之交點。調變信號產生器可為提供偽隨機雜訊(PN)碼的PN碼產生器,或是提供諸如方波或正弦波等週期波的週期波產生器。
根據本發明之另一特點,觸控感測裝置包含一感測陣列,具有相互交錯的多列與多行以定義出多個節點;一信號源用於提供一驅動信號;以及複數個信號處理單元。各信號處理單元包含一調變信號產生器,用以提供調變信號給信號源以產生一調變驅動信號以驅動感測陣列之一列;以及一解調器,接收從感測陣列的一行測量的感測信號,並以該調變信號產生器提供的該調變信號解調該感測信號。各信號處理單元的調變信號產生器提供不同的調變信號以產生不同的調變驅動信號,以調變感測陣列的不同列。被測量的行之感測信號係提供至各信號處理單元的解調器。各解調器以同一信號處理單元的調變信號產生器提供的調變信號解調該感測信號,以擷取一節點的觸碰資訊,此節點為被同一調變信號驅動的列與被測量的行之交點。各調變信號產生器可為提供偽隨機雜訊(PN)碼的PN碼產生器或提供諸如方波或正弦波等週期波的週期波產生器。
根據本發明之又一特點,觸控感測裝置包含一感測陣列,具有相互交錯的多列與多行以定義出多個節點;一信號源用於提供一驅動信號;以及複數個信號處理單元。各信號處理單元包含一PN碼產生器用以產生PN碼;一週期波產生器用以提供一週期波;一第一多工器用以選擇該PN碼或該週期波作為該調變信號並提供所選擇的調變信號給信號源以產生一調變驅動信號;一第一解調器接收從感測陣列之行所測量的感測信號並以該PN碼解調該感測信號;一第二解調器接收從感測陣列之行所測量的感測信號並以該週期波解調該感測信號;以及第二多工器,視該PN碼與該週期波何者被選為調變信號來選擇第一或第二解調器的輸出。各信號處理單元提供不同的調變信號以產生不同的調變驅動信號來驅動感測陣列的不同列。被測量的行的感測信號係提供至各信號處理單元的解調器。各解調器係以同個信號處理單元所選擇的調變信號來解調該感測信號以擷取一節點的觸碰資訊,該節點為相同調變信號所驅動的列與被測量的行之交點。
根據本發明的再一特點,觸控感測裝置包含一感測陣列,具有相互交錯的多列與多行以定義出多個節點;一信號源用於提供一驅動信號;以及複數個通道。各通道包含複數個信號處理單元,且各信號處理單元可具有上述結構中的一種。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
本發明係利用正交向量的特性。假設一向量群的各向量為Vi,其中i=0,1,...,n。如果一向量與不同向量的乘積為0(亦即Vi×Vj=0,其中i≠j),且一向量與自身的乘積為1(亦即Vi×Vj=1,其中i=j),則此為正交向量群。當V1=(a1,b1,c1,d1)且V2=(a2,b2,c2,d2),則V1×V2的乘積等於a1×a2+b1×b2+c1×c2+d1×d2。舉例而言,如果向量群包括兩個向量:V1=(0,0,0,1)以及V2=(0,0,1,0),則滿足V1×V1=1,V1×V2=0,以及V2×V2=1。因此,V1與V2為正交。
任何信號皆可表示為正交向量群,如S=c1V1+c2V2+c3V3+...+cnVn,其中c1,c2,...,cn為係數。如果環境雜訊表示為N=100V1+50V2+20V3+10V4+2V5+4V6+10V7...,其中各向量V1,V2,...代表一特定頻帶的分量。對於一已知信號A來說,如果選定V5為調變向量,則經調變的信號〈亦即輸入信號〉Si=AV5。可知該信號會耦合雜訊,因此輸出信號So=AV5+100V1+50V2+20V3+10V4+2V5+4V6+10V7...=100V1+50V2+20V3+10V4+(A+2)V5+4V6+10V7...。如果使用相同的向量V5作為解調向量,則還原的信號Sr=So×V5=100×0+50×0+20×0+10×0+(A+2)×1+4×0+10×0...=A+2。
如果使用兩個不同的向量調變兩個信號,則可藉由利用這兩個不同的向量作為解調向量擷取這兩個信號。舉例而言,假設選定向量V5來調變信號A,並選定不同的向量V6來調變信號B,則輸入信號為Si=AV5+BV6。輸入信號會耦合雜訊,故輸出信號為So=AV5+BV6+100V1+50V2+20V3+10V4+2V5+4V6+10V7...=100V1+50V2+20V3+10V4+(A+2)V5+(B+4)V6+10V7...。當利用向量V5來解調輸出信號時,信號A可還原為SrA=So×V5=100×0+50×0+20×0+10×0+(A+2)×1+(B+4)×0+10×0...=A+2。如果利用向量V6來解調輸出信號時,信號B可還原為SrB=So×V6=100×0+50×0+20×0+10×0+(A+2)×0+(B+4)×1+10×0...=B+4。藉由利用多個不同的向量,可同時處理感測陣列之多點。稍後將詳細說明。
如所見者,還原的信號僅會留下少許雜訊。然而,如上所提及,為了降低雜訊,應選定低雜訊的分量〈例如本列中的V5〉作為調變與解調向量。
為了避免掃描全部頻帶以找出最低雜訊的頻帶,本發明係利用隨機展頻(RSS)技術。每個選定用於調變與解調的向量均為複數個頻率的隨機組合,因此還原的信號不會受到特定頻帶之雜訊的嚴重衝擊。較佳而言,選定的向量係時時改變。舉例而言,在時間t1,選定的向量為(1/4)V3+(1/4)V5+(1/4)V7+(1/4)V8,而在時間t2,選定的向量為(1/3)V4+(1/3)V5+(1/3)V8。實作上可利用偽隨機雜訊(PN)碼技術。
第3圖為顯示三個不同的PN碼及其功率頻譜的示意圖。各PN碼就像是一把特定的鑰匙。如所見者,由黑色箭頭表示的三個PN碼之功率分量係分散在不同頻率。因此,可達到展頻的目的。第4圖係顯示根據本發明之兩個信號A與B的調變與解調的示意圖。信號A係以碼1調變,而信號B係以碼2調變。經調變的信號組合成一組合信號Sc。信號A可藉由利用碼1去解調組合信號Sc而從組合信號Sc中還原。信號B可藉由利用碼2去解調組合信號Sc而從組合信號Sc中還原。
第5圖係顯示根據本發明第一實施例之觸控感測裝置100的示意圖。觸控感測裝置100(例如為一觸控面板)包括一感測陣列110,其具有相交成行與列的多個導體,各交點(亦即一節點)有一感測元件(未圖示)諸如電容器或是電阻器。於本實施例中,觸控感測裝置100包含一驅動電路120以及一感測電路130。驅動電路120具有一調變信號產生器,於本實施例中以PN碼產生器122實施。該PN碼產生器122隨機產生一個碼做為調變信號,其為數位形式。該碼係藉由數位類比轉換器(DAC)124轉換成類比碼波形。該類比碼波形係用於調變一驅動信號,該驅動信號可為信號源126所提供的電壓或電流信號。PN碼調變驅動信號係經由多工器116傳送到感測陣列110的一列。而後,該被驅動的列之一個節點的類比感測信號係藉由類比數位轉換器(ADC)137轉換成數位感測信號並傳送至感測電路130的解調器135。解調器135利用相同的碼解調該感測信號以擷取該節點的觸碰資訊。應注意該PN碼產生器122係由該驅動電路120以及該感測電路130共用。因此,該PN碼產生器122亦可視為該感測電路130的組件。
第6圖顯示可用以實施第5圖之PN碼產生器122的線性反饋移位暫存(LFSR)隨機碼產生器。LFSR隨機碼產生器並非本發明重要特徵而僅為PN碼產生器122的一種實施。此外,LFSR隨機碼產生器在此領域廣為人知,故在此不予詳述。如所見者,用於調變驅動信號的PN碼在時間t1為1,在時間t2為0,在時間t3為0。
在第5圖所示的實施例中,PN碼係轉換成類比信號用以調變驅動信號。然而,以數位或類比形式實行調變與解調皆可行。第7圖顯示數位與類比信號的調變與解調。左邊顯示數位信號的調變與解調,其中是採用XOR算則。如所見者,如果輸入位元為0,當用於調變與解調該輸入位元的PN碼位元為0時,調變結果亦為0,且還原位元為0;當PN碼位元為1時,調變結果亦為1,且還原位元為0。如果輸入位元為1,當PN碼位元為0時,調變結果為1,且還原位元為1;當PN碼位元為1時,調變結果為0,且還原位元為1。如果以類比形式執行調變與解調,則PN碼位為0與1應轉換為位準-1與+1。在類比情況下,係使用乘法。如所見者,假設輸入信號為A,當用於調變與解調該輸入信號的PN碼信號為-1時,調變結果為-A,而還原信號為A。當PN碼信號為+1時,調變結果為A,而還原信號為A。
第8圖顯示利用PN碼對原始信號A理想的調變與解調。於此例中,PN碼係轉換成+1與-1的串列如(1,-1,1,1,-1,1)。該PN碼係用於調變原始信號以得到經調變的信號(A,-A,A,A,-A,A)。如果相同的PN碼(1,-1,1,1,-1,1)用於解調該經調變的信號,則得到輸出為還原的原始信號。
第9圖係顯示利用PN碼對原始信號A實際的調變與解調。原始信號代表一個觸碰事件。如從圖示中可見者,該PN碼調變信號耦合了雜訊並且失真。在利用相同的PN碼解調後,則得到如圖下方的還原信號。
第10圖係顯示根據本發明第二實施例之觸控感測裝置200的示意圖。該觸控感測裝置200包括一感測陣列210。為了同時處理感測陣列210之多點的資訊,該感測觸控裝置200包含複數個PN碼產生器,以圖號232、242、…、292表示,並包含複數個解調器235、245、…、295。應注意的是第一實施例所述及的ADC與DAC在此省略以求更簡化與清楚,第一PN碼產生器232與第一解調器235可視為第一信號處理單元230,以此類推。由信號源226產生的電壓或電流信號係以PN碼產生器232所產生的PN碼PN-1調變以產生第一調變驅動信號,用以驅動一列。該信號源226的信號係以PN碼產生器242所產生的PN碼PN-2調變以產生第二調變驅動信號,用以驅動另一列。以此類推。同理,該信號源226的信號係以PN碼產生器292所產生的PN碼PN-n調變以產生第n調變驅動信號,用以驅動不同的一列。特定一行的資訊係經由多工器214擷取為感測信號。節點S1、S2、…Sn的觸碰資訊均包含在該感測信號中。藉由分別以不同的PN碼PN-1、PN-2、…、PN-n來解調該感測信號,則可分別獲取節點S1、S2、…Sn的觸碰資訊。舉例而言,如果感測陣列210具有40列、50行,若利用單點觸控感測則對於2000個節點需要2000次測量。而如果每次驅動五列,則僅需要400次測量。此項技術可藉由參考以下說明更臻明瞭。
第11圖為顯示多點之感測信號以及用於該等多點的驅動信號。於此例中,驅動信號D1、D2、D3為電壓信號,各自以向量V1、V2、V3調變。感測陣列51的感測元件為電阻器R1、R2、R3。列1之電流i1=D1/R1。列2之電流i2=D2/R2。列3之電流i3=D3/R3。當檢測一特定行時,係測量到包括節點S1、S2、S3之觸碰資訊的感測信號S,S=i1+i2+i3=D1/R1+D2/R2+D3/R3。感測信號S係分別以向量V1、V2、V3解調為:
S×V1=1/R1+0+0→S1的觸碰資訊
S×V2=0+1/R2+0→S2的觸碰資訊
S×V3=0+0+1/R3→S3的觸碰資訊
因此,能分別獲取節點S1的觸碰資訊、節點S2的觸碰資訊、節點S3的觸碰資訊。
第12圖係顯示根據本發明第三實施例之觸控感測裝置300的示意圖。於本實施例中,感測裝置300類似第5圖的感測裝置100。唯一的差別是,於本實施例中,調變信號產生器係由週期波產生器(例如方波或正弦波產生器)322實施。為簡化起見,DAC與ADC在此予以省略。由週期波產生器322提供的週期波(例如方波)係用作為調變信號以調變信號源326的電壓或電流信號,藉此產生一調變驅動信號以經由多工器316驅動感測陣列310的一列。經由多工器314檢測特定一行而獲取一節點的感測信號,該節點為被驅動的列與被檢測的行之交點。該感測信號係藉由解調器355以相同的週期波解調以取得該節點的觸碰資訊。
第13圖顯示第12圖之觸控感測裝置的調變與解調。如所示,當利用相同的方波(或其他形式的週期波)來進行調變與解調,則可還原信號。雖然週期波欠缺如前所述隨機展頻信號能分散雜訊干擾的優點,但週期波具有另個優點,就是易於控制。應用於多點觸控感測時,這項優點尤為突出。
第14圖係顯示根據本發明第四實施例之觸控感測裝置400的示意圖。感測裝置400類似第10圖的感測裝置200,除了PN碼產生器全部替換成週期波產生器432、442、…、492。舉例而言,週期波產生器432、442、…、492可由方波產生器或正弦波產生器實施。週期波產生器432、442、…、492分別提供不同頻率f-1、f-2、…、f-n的週期波(例如方波或正弦波)以調變信號源426所提供的信號,藉此產生不同的驅動信號以驅動感測陣列410的複數條列。較佳而言,該等不同的頻率之間以至少10千赫芝的間隔相互隔開。間隔大小的決定與測量時間有關。用於測量一行所花的時間愈長,雜訊頻寬愈窄。因此,間隔就可以小一點。此外,各週期波的週期係小於50微秒。由於週期波的頻率為固定,且相互隔開,可降低甚至排除不同驅動信號之間的干擾。不同頻率f-1、f-2、…、f-n之週期波亦分別在解調器435、445、…、495中使用來擷取節點S1、S2、…、Sn的觸碰資訊。如同觸控感測裝置200,觸控感測裝置400的第一週期波產生器432與第一解調器435可稱為第一信號處理單元430,以此類推。
隨機展頻信號與週期波這兩者可在觸控感測中混合使用。亦即,一些信號處理單元具有PN碼產生器,而另一些則具有週期波產生器。第15圖係顯示根據本發明第五實施例之觸控感測裝置500的示意圖。在感測裝置500中,包含PN碼產生器的信號處理單元與包含週期波產生器的信號處理單元為交替設置。亦即,感測陣列510的諸列係由PN碼調變驅動信號以及週期波調變驅動信號交替驅動。舉例而言,信號處理單元530具有PN碼產生器532用以產生PN碼PN-1,相鄰於信號處理單元530的信號處理單元540則具有週期波產生器542用以產生頻率為f-1的週期波。為便於敘述,信號處理單元530可稱為隨機信號處理單元,而信號處理單元540可稱為週期波處理單元。應注意隨機信號處理單元與週期波處理單元能以任何混合形式設置。該等PN碼與週期波係用於驅動感測陣列510的多列,並經由多工器514從感測陣列510之特定行分別擷取多個節點的觸碰資訊。在觸控感測裝置500中,隨機展頻信號與週期波係以空間混合形式加以使用。亦即,隨機展頻信號與週期波的提供是硬體結構上的混合形式。然而,隨機展頻信號與週期波亦可以時間混合形式加以使用。
第16圖係顯示根據本發明第六實施例之觸控感測裝置600的示意圖。如前所述及之觸控感測裝置,該觸控感測裝置600亦包含複數個信號處理單元630、640、…、690。各信號處理單元如信號處理單元630包含PN碼產生器631以及週期波產生器(例如方波產生器)632,兩個解調器635、636分別與該PN碼產生器631與該週期波產生器632連接。經由多工器634選定PN碼產生器631所產生的PN碼或是由週期波產生器632所產生的週期波,將之輸出以調變信號源626所提供的電壓或電流信號以形成一調變驅動信號。該調變驅動信號係用以驅動感測陣列610的一列。從感測陣列610之一行所測得的感測信號係經由多工器614取得,並送至解調器635、636以擷取一節點的觸碰資訊,該節點為被驅動的列與被測量的行之交點。來自解調器635或636的經解調之信號係經由多工器638輸出。如果係利用PN碼產生驅動信號,則選擇輸出解調器635解調的信號。如果係利用週期波產生驅動信號,則選擇輸出解調器636解調的信號。以信號處理單元630來說,可在時間t1使用PN碼,而在時間t2使用週期波。亦即,多工器634在不同的時間變換PN碼與週期波的選擇。其餘信號處理單元亦以相同方式操作。信號處理單元的PN碼與週期波可交替配置。舉例而言,在時間t1,第一信號處理單元630選擇使用PN碼PN-1,而第二信號處理單元640選擇使用頻率為f-1的週期波,以此類推。其他配置方式亦為可行。該等信號處理單元同時提供各種PN碼與不同頻率的週期波以產生多個驅動信號,以同時驅動感測陣列610的多列。而後分別以對應的PN碼以及週期波解調該感測信號。藉此,可同時擷取多點的觸碰資訊。
上述各實施例中,僅使用一個通道。亦即,一次僅檢測一行。因此,係同時獲取同一行不同列的多點的觸碰資訊。第17圖係顯示根據本發明第七實施例之觸控感測裝置700的示意圖。在本實施例中,觸控感測裝置700包含複數個通道Chl到Chn 750。各通道750可包含第10圖所示之觸控感測裝置200的複數個信號處理單元230-290、第14圖所示之觸控感測裝置400的複數個信號處理單元430-490、第15圖所示之觸控感測裝置500的複數個信號處理單元530-590或第16圖所示之觸控感測裝置600的複數個信號處理單元630-690。各通道750提供複數個不同的PN碼及/或不同頻率的週期波以產生複數個驅動信號。該等驅動信號係用於驅動感測陣列710的多列。藉由該等通道750同時檢測多行。各通道750的操作係與前述實施例相同。藉此可一次獲取更多點的觸碰資訊。應注意的是,數個通道750可共用各信號處理單元的PN碼產生器及/或週期波產生器。
為了減少耦合雜訊,一次所檢測的多點較佳為彼此隔開。亦即,較佳為感測陣列的相鄰節點不要同時被驅動與測量。第18圖為顯示第17圖之觸控感測裝置700的較佳操作安排之示意圖。如所示,感測陣列710被驅動的列係相隔一列。此外,感測陣列710被測量的行也相隔一行。其他適當地安排亦可行。
在上述的各實施例中,所述及的組件係以易於瞭解為目的而說明,然而,實作上,PN碼產生器與週期波產生器等調變信號產生部份係視為屬於觸控感測裝置之驅動電路,而解調器視為屬於感測電路,類似第一實施例。亦即,本發明之觸控感測裝置的驅動電路提供一或多個驅動信號,該等驅動信號以PN碼及/或週期波調變。該觸控感測裝置的感測電路藉由利用相同的PN碼及/或週期波而分別從感測信號擷取一或多個節點的觸碰資訊。
雖然本發明已就較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1...觸控感測裝置
10...感測陣列
12...控制單元
14...多工器
16...多工器
18...節點
21...直流信號
23...1/f雜訊
25...60赫芝雜訊
27...區域雜訊
29...白色高斯雜訊
100...觸控感測裝置
110...感測陣列
114...多工器
116...多工器
120...驅動電路
122...PN碼產生器
124...數位類比轉換器
126...信號源
130...感測電路
135...解調器
137...類比數位轉換器
200...觸控感測裝置
210...感測陣列
214...多工器
226...信號源
230...信號處理單元
232...PN碼產生器
235...解調器
240...信號處理單元
242...PN碼產生器
245...解調器
290...信號處理單元
292...PN碼產生器
295...解調器
300...觸控感測裝置
310...感測陣列
314...多工器
316...多工器
320...驅動電路
322...方波產生器
326...信號源
330...感測電路
335...解調器
400...觸控感測裝置
410...感測陣列
414...多工器
426...信號源
430...信號處理單元
432...方波產生器
435...解調器
440...信號處理單元
442...方波產生器
445...解調器
490...信號處理單元
492...方波產生器
495...解調器
500...觸控感測裝置
510...感測陣列
514...多工器
526...信號源
530...信號處理單元
532...PN碼產生器
535...解調器
540...信號處理單元
542...方波產生器
545...解調器
590...信號處理單元
592...PN碼產生器
595...解調器
600...觸控感測裝置
610...感測陣列
614...多工器
626...信號源
630...信號處理單元
631...PN碼產生器
632...方波產生器
634...多工器
635...解調器
636...解調器
638...多工器
640...信號處理單元
641...PN碼產生器
642...方波產生器
644...多工器
645...解調器
646...解調器
648...多工器
690...信號處理單元
691...PN碼產生器
692...方波產生器
694...多工器
695...解調器
696...解調器
698...多工器
700...觸控感測裝置
710...感測陣列
750...通道
第1圖顯示具有感測陣列之一般觸控感測裝置(例如觸控面板)的示意圖;
第2圖顯示各種雜訊以及信號如何與此等雜訊耦合;
第3圖為顯示三個不同的PN碼及其功率頻譜的示意圖;
第4圖係顯示根據本發明之兩個信號A與B的調變與解調的示意圖;
第5圖係顯示根據本發明第一實施例之觸控感測裝置的示意圖;
第6圖顯示可用以實施第5圖之PN碼產生器的線性反饋移位暫存(LFSR)隨機碼產生器;
第7圖顯示數位與類比信號的調變與解調;
第8圖顯示利用PN碼對原始信號A理想的調變與解調;
第9圖係顯示利用PN碼對原始信號A實際的調變與解調;
第10圖係顯示根據本發明第二實施例之觸控感測裝置的示意圖;
第11圖為顯示多點之感測信號以及用於該等多點的驅動信號;
第12圖係顯示根據本發明第三實施例之觸控感測裝置的示意圖;
第13圖顯示第12圖之觸控感測裝置的調變與解調;
第14圖係顯示根據本發明第四實施例之觸控感測裝置的示意圖;
第15圖係顯示根據本發明第五實施例之觸控感測裝置的示意圖;
第16圖係顯示根據本發明第六實施例之觸控感測裝置的示意圖;
第17圖係顯示根據本發明第七實施例之觸控感測裝置的示意圖;以及
第18圖為顯示第17圖之觸控感測裝置的較佳操作安排之示意圖。
100...觸控感測裝置
110...感測陣列
114...多工器
116...多工器
120...驅動電路
122...偽隨機雜訊(PN)碼產生器
124...數位類比轉換器
126...信號源
130...感測電路
135...解調器
137...類比數位轉換器

Claims (7)

  1. 一種觸控感測裝置,包含:一感測陣列,具有相互交錯的多列與多行以定義出多個節點;複數個驅動電路,各驅動電路提供一驅動信號,該驅動信號係由一調變信號加以調變,用以驅動該感測陣列的一列;以及複數個感測電路,各感測電路接收從該感測陣列的一行所測量的感測信號,並藉由對應驅動電路所使用的該調變信號擷取一節點的觸碰資訊,該節點為被驅動的列與被測量的行之交點,其中每一個驅動電路僅提供給該感測陣列的一列,對應於各列的各驅動電路以不同的調變驅動信號驅動該感測陣列的不同列,該調變驅動信號以特定的偽隨機雜訊(PN)碼調變,該偽隨機雜訊碼具有隨機展頻之特性,且該被測量的行之感測信號係提供至各感測電路。
  2. 如申請專利範圍第1項之觸控感測裝置,其中各驅動電路包含一偽隨機雜訊(PN)碼產生器,用以產生PN碼作為該調變信號,各PN碼產生器係提供不同的PN碼作為該等調變信號。
  3. 一種觸控感測裝置,包含:一感測陣列,具有相互交錯的多列與多行以定義出多個節點;以及複數個通道,各通道包含:複數個驅動電路,各提供一驅動信號,該驅動信號係以一調變信號調變,用以驅動該感測陣列的一列;以及複數個感測電路,各接收從該感測陣列的一行測量的一感測信號,並藉由利用對應驅動電路所使用的該調變信號擷取一節點的觸控資訊,該 節點為被驅動的列與被測量的行之交點,其中各通道的各個驅動電路係提供以不同調變信號調變的驅動信號以驅動該感測陣列的不同列,每一個驅動電路僅提供給該感測陣列的一列,對應於各列的各驅動電路以不同的調變驅動信號驅動該感測陣列的不同列,該調變驅動信號以特定的偽隨機雜訊(PN)碼調變,該偽隨機雜訊碼具有隨機展頻之特性,且從該等行測量的該等感測信號係同時提供給各個感測電路。
  4. 如申請專利範圍第3項之觸控感測裝置,其中各驅動電路包含一偽隨機雜訊(PN)碼產生器,用以提供PN碼作為該調變信號,各PN碼產生器提供不同的PN碼作為該等調變信號。
  5. 如申請專利範圍第4項之觸控感測裝置,其中一些通道係共用各驅動電路的PN碼產生器。
  6. 一種用於感測一觸控感測裝置之複數個觸碰事件的方法,該觸控裝置係具有一感測陣列,該方法包含:提供複數個驅動信號,該等驅動信號係各自以不同的調變信號調變,以驅動該感測陣列之複數軌,該調變驅動信號包含至少一個偽隨機雜訊(PN)碼,該偽隨機雜訊碼具有隨機展頻之特性;以及分別利用該等相同的調變信號擷取該被驅動之軌的觸碰資訊,其中各軌以不同的調變驅動信號驅動。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法,其中該等調變信號包含不同的隨機展頻信號。
TW098131786A 2009-09-21 2009-09-21 觸控感測裝置及其方法 TWI512553B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098131786A TWI512553B (zh) 2009-09-21 2009-09-21 觸控感測裝置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098131786A TWI512553B (zh) 2009-09-21 2009-09-21 觸控感測裝置及其方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201112067A TW201112067A (en) 2011-04-01
TWI512553B true TWI512553B (zh) 2015-12-11

Family

ID=44909126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098131786A TWI512553B (zh) 2009-09-21 2009-09-21 觸控感測裝置及其方法

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI512553B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI451306B (zh) * 2011-12-02 2014-09-01 Mstar Semiconductor Inc 觸控感測裝置及觸控感測設備以及其觸控感測方法
TW201324246A (zh) * 2011-12-07 2013-06-16 Ene Technology Inc 報點裝置及報點方法
TWI450149B (zh) * 2011-12-15 2014-08-21 Ind Tech Res Inst 觸控裝置及觸控面板

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1175315A (zh) * 1994-12-07 1998-03-04 西奎公司 利用干扰排除装置和方法的基于电容的邻近传感器
TW200529052A (en) * 2003-08-21 2005-09-01 Harald Philipp Anisotropic touch screen element
US7084860B1 (en) * 2001-06-08 2006-08-01 Intertact Corporation Method and apparatus for a touch sensitive system employing direct sequence spread spectrum (DSSS) technology
US20070257890A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-08 Apple Computer, Inc. Multipoint touch surface controller

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1175315A (zh) * 1994-12-07 1998-03-04 西奎公司 利用干扰排除装置和方法的基于电容的邻近传感器
US7084860B1 (en) * 2001-06-08 2006-08-01 Intertact Corporation Method and apparatus for a touch sensitive system employing direct sequence spread spectrum (DSSS) technology
TW200529052A (en) * 2003-08-21 2005-09-01 Harald Philipp Anisotropic touch screen element
US20070257890A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-08 Apple Computer, Inc. Multipoint touch surface controller

Also Published As

Publication number Publication date
TW201112067A (en) 2011-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8791907B2 (en) Touch sensing apparatus and method using different modulated driving signals
CN102455815B (zh) 触摸感测装置及其方法
US20110042153A1 (en) Touch sensing device and method using random spread spectrum signal
JP6247362B2 (ja) 容量型タッチセンサの信号対雑音を局所的に改善するための技法
EP2972702B1 (en) Low-latency touch sensitive device
US9569032B2 (en) Capacitive touch sensor having code-divided and time-divided transmit waveforms
TWI443554B (zh) 觸碰感測裝置及其方法
US8519970B2 (en) Capacitive touch sensor having correlation with a receiver
JP5512016B2 (ja) ディジタル符号を使用して物体の位置に基づく属性を検出するための方法およびシステム
US9830015B2 (en) Orthogonal frequency scan scheme in touch system
US11226705B2 (en) Capacitive touch system using frequency division multiplexing
US9645677B2 (en) Capacitive sensing device
US20170205933A1 (en) Touch sensor and method of driving the same
KR101522532B1 (ko) 터치 패널을 구동하는 방법
TWI512553B (zh) 觸控感測裝置及其方法
US9927928B2 (en) Touch panel input device and input detection method thereof
TW201112068A (en) Touch sensing device and method for detecting touch event of sensing array
US11126303B2 (en) Device and method for capacitive sensing
KR102109419B1 (ko) 터치 센서
US11531425B1 (en) Inter-band harmonics interference mitigation for multi-frequency-region parallel scan
US11531439B1 (en) Multi-frequency-region touch sensing
CN102467282A (zh) 用于检测感测阵列之触碰事件的触控感测装置及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees