TWI525501B

TWI525501B - 觸控濾波電路

Info

Publication number: TWI525501B
Application number: TW103136708A
Authority: TW
Inventors: 許有津; 陳孟懌; 袁峙
Original assignee: 瑞鼎科技股份有限公司
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-03-11
Also published as: TW201616295A; CN105528103B; US20160117050A1; CN105528103A

Description

觸控濾波電路

本發明係關於一種觸控濾波電路；具體而言，本發明係關於一種能夠減少雜訊並提高觸控效率之觸控濾波電路。

習知觸控裝置時常遭受外界環境干擾，導致觸控效率大幅降低，其中外界干擾包含功率、光源、射頻或面板。舉例而論，現行觸控顯示裝置包含觸控模組及顯示模組，在內嵌式的架構下，觸控模組之觸控面極其靠近顯示面板，使得觸控更容易受到顯示面板上的顯示訊號干擾。在實際情況中，顯示訊號或其他訊號會影響觸控晶片判斷是否有被觸控。

部分廠商曾使用類比電路於觸控裝置，嘗試降低顯示模組的雜訊，反而增加額外的成本，且抑制雜訊的效果有限。除此之外，另有廠商嘗試偵測顯示訊號所產生的雜訊；一旦偵測到雜訊的振幅較大，則執行觸控訊號的跳頻，避免雜訊與觸控訊號同頻。然而，觸控訊號經過跳頻後，卻導致觸控晶片的韌體產生錯誤的觸控判斷。上述跳頻作法，除了降低觸控效率外，更需預存基線(baseline)資料於記憶體，產生額外的硬體成本。

有鑑於上述先前技術的問題，本發明提出一種能夠減少雜訊干擾並有效提高觸控效率的觸控濾波電路。

於一方面，本發明提供一種產生補償平均值之觸控濾波電路，以補償觸控訊號值。

於另一方面，本發明提供一種使用兩個連續時序的觸控訊號之觸控濾波電路，以降低時變雜訊干擾。

本發明之一方面在於提供一種觸控濾波電路，包含轉換模組及空間域濾波模組。轉換模組轉換複數個類比觸控資料為複數個數位觸控資料。空間域濾波模組耦接轉換模組並接收該些數位觸控資料，其中空間域濾波模組根據該些數位觸控資料產生補償平均值，並根據該些數位觸控資料與補償平均值分別產生複數個更新空間域觸控資料。

本發明之另一方面在於提供一種觸控濾波電路，包含轉換模組及時域濾波模組。轉換模組轉換複數個類比觸控資料為複數個數位觸控資料，其中該些數位觸控資料於第一時序及第二時序分別包含第一數位觸控資料及第二數位觸控資料。時域濾波模組耦接轉換模組並接收該些數位觸控資料，其中時域濾波模組具有時域比例並根據第一數位觸控資料、第二數位觸控資料與時域比例產生第一更新時域觸控資料。

本發明之另一方面在於提供一種觸控濾波電路，包含轉換模組、空間域濾波模組及時域濾波模組。轉換模組轉換複數個類比觸控資料為複數個數位觸控資料，其中該些數位觸控資料於第一時序及第二時序分別包含複數個第一數位觸控資料及複數個第二數位觸控資料。空間域濾波模組接收該些第一數位觸控資料及該些第二數位觸控資料並根據該些第一數位觸控資料及該些第二數位觸控資料分別產生第一補償平均值及第二補償平均值，其中空間域濾波模組根據該些第一數位觸控資料與第一補償平均值分別產生複數個更新空間域觸控資料並根據該些第二數位觸控資料與第二補償平均值分別產生複數個第二更新空間域觸控資料。時域濾波模組耦接空間域濾波模組並接收該些第一更新空間域觸控資料及該些第二更新空間域觸控資料，其中時域濾波模組具有時域比例並根據該些第一更新空間域觸控資料之第一更新空間域觸控資料及該些第二更新空間域觸控資料之第二更新空間域觸控資料與時域比例產生一第一更新時域觸控資料。

相較於先前技術，根據本發明之觸控濾波電路係使用補償平均值調整原本的數位觸控資料。在實際情況中，本發明係以補償後之更新空間域觸控資料取代數位觸控資料，故能夠減少雜訊造成的影響。此外，以往容易發生的資料飄移現象，亦能夠藉由補償平均值大幅減緩飄移形成的觸控誤差。在另一實施例中，本發明夠使用時域比例處理兩個不同時序的觸控資料，更有效降低時變性雜訊產生的失誤。在又另一實施例中，本發明結合空間域濾波模組及時域濾波模組，同時具有兩濾波模組的優點，達到補償及抑制時變雜訊之功效。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

[本發明]

1、1A、1B‧‧‧觸控濾波電路

10‧‧‧觸控模組

20‧‧‧轉換模組

30‧‧‧空間域濾波模組

30A‧‧‧時域濾波模組

100‧‧‧觸控面

101‧‧‧傳送方向

102‧‧‧接收方向

TX‧‧‧傳送線

TX1、TX2、TX3‧‧‧傳送端

RX‧‧‧接收線

RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、RX6‧‧‧接收端

圖1係為本發明之觸控濾波電路之實施例示意圖。

圖2係為本發明之觸控濾波電路之另一實施例示意圖。

圖3係為本發明之觸控濾波電路之另一實施例示意圖。

根據本發明之一具體實施例，提供一種觸控濾波電路，用於觸控顯示裝置；具體而論，本發明之觸控濾波電路係為觸控濾波顯示電路，但不以此為限。

請參照圖1，圖1係為本發明之觸控濾波電路之實施例示意圖。如圖1所示，觸控濾波電路1包含觸控模組10、轉換模組20及空間域濾波模組30。在此實施例中，觸控模組10耦接轉換模組20並包含觸控面100、複數條傳送線TX、複數條接收線RX、複數個傳送端TX1、TX2、TX3、…以及複數個接收端RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、…，其中觸控模組於該些傳送端TX1~TX3及該些接收端RX1~RX5輸出複數個類比觸控資料至轉換模組20。

該些類比觸控資料係為觸控面100上之複數個觸控感測訊號，且觸控面100具有相互交錯之傳送方向101及接收方向102，該些類比觸控資料係沿著傳送方向101或接收方向102傳送至該些傳送端TX1~TX3或該些接收端RX1~RX5。需說明的是，傳送方向101與接收方向102可以是正交交錯或是其餘角度交錯，並無特定之限制。在此實施例中，傳送方向101與接收方向102係為正交地交錯，夾角為90度。此外，轉換模組20轉換該些類比觸控資料為複數個數位觸控資料。具體而論，轉換模組20係為類比/數位轉換模組，能夠將觸控資料自類比格式轉換為數位格式，以便執行數位處理程序。

在此實施例中，空間域濾波模組30耦接轉換模組20並接收該些數位觸控資料。如表1所示，表1係揭示傳送端TX1~TX3及接收端RX1~RX6分別對應該些數位觸控資料，其中每個數字皆為數位觸控資料。該些觸控資料可藉由各傳送端TX1~TX3獲得觸控資料，或是藉由各接收端RX1~RX6獲得觸控資料。舉例而論，空間域濾波模組30能夠自傳送端TX1獲得類比觸控資料並經由轉換模組20之轉換，得到數位觸控資料15、14、17、15、13及16。此外，空間域濾波模組30亦可自接收端RX6獲得類比觸控資料並經由轉換模組20之轉換，得到數位觸控資料16、2以及0。

通常而言，數位觸控資料會在數值0上下浮動。在表1中，傳送端TX2及TX3所擷取的數位觸控資料皆在數值0附近；然而，傳送端TX1產生資料漂移的現象，與數值0相距10以上。

此外，空間域濾波模組30根據該些數位觸控資料產生補償平均值。具體而論，空間域濾波模組30係針對空間領域(space domain)進行補償處理，進而解決空間領域上雜訊造成的影響。需說明的是，空間域濾波模組30係分別以各傳送端或各接收端為更新群組，產生相對應之該些更新空間域觸控資料。舉例而論，空間域濾波模組30能夠以傳送端TX1所擷取的資料為一個更新群組，進而藉由此更新群組執行觸控補償。

在此實施例中，本發明分別使用傳送端TX1、TX2及TX3作為3個更新群組執行補償，如算式1、2以及3所示：TX1：(15+14+17+15+13+16)/6=15 算式1

TX2：(-1+0-1-2+2+0)/6=0 算式2

TX3：(-8-4-4-2-2+0)/6=-3 算式3其中，算式1中之數值15即為傳送端TX1之該些數位觸控資料之補償平均值，而算式2、3中之數值0、(-3)分別為傳送端TX2、TX3之該些數位觸控資料之補償平均值。換言之，補償平均值係自單一傳送端所擷取的該些數位觸控資料之平均值。在實際情況中，即使發生資料漂移的現象，仍然能夠使用補償平均值以彌補雜訊影響的效果。需說明的是，本實施例係以傳送方向101作更新群組；在其他實施例中，可使用接收方向102所擷取的觸控資料作更新群組。

此外，空間域濾波模組30根據該些數位觸控資料與對應之補償平均值產生複數個更新空間域觸控資料。具體而論，空間域濾波模組30分別使用該些數位觸控資料與對應之補償平均值之差值以產生該些更新空間域觸控資料，且觸控濾波電路1根據該些更新空間域觸控資料確認觸控結果。換言之，空間域濾波模組30係將原本的數位觸控資料與補償平均值相減以產生更新空間域觸控資料，如表2所示：

表2中之各數值係為該些更新空間域觸控資料，即為補償後之數位觸控資料。進一步而論，空間域濾波模組30執行補償後，係以該些更新空間域觸控資料取代原本的該些數位觸控資料。如表2所示，該些更新空間域觸控資料的數值皆在數值0附近，更明確顯示此狀態為未被觸控狀態，大幅提高觸控效率。

除此之外，在另一實施例中，空間域濾波模組30更具有臨界範圍並根據臨界範圍選擇性選取該些數位觸控資料以產生該些更新空間域觸控資料。在實際情況中，空間域濾波模組30係根據接地結果決定臨界範圍。舉例而論，本發明會使用金屬柱(例如：小銅柱)放置於觸控面上，偵測銅柱周圍的數位觸控資料數值，藉此確認雜訊的極值，進而決定臨界範圍。在此實施例中，空間域濾波模組30係使用-25~25作為臨界範圍，僅針對此範圍內之數位觸控資料執行補償，超過此範圍外之數位觸控資料則不執行補償。

如表3所示，該些數值係為另一組尚未執行補償的數位觸控資料：

在此實施例中，尤其，傳送端TX1具有數位觸控資料的數值26，傳送端TX2具有數位觸控資料的數值60及80，傳送端TX3具有數位觸控資料的數值27。在實際情況中，超過臨界範圍的數位觸控資料通常係為觸控面10上之被觸控資料。因此，本發明僅考慮落於臨界範圍內之數位觸控資料作為計算補償平均值之參考點，如算式4、5及6所示：TX1：(15+14+17+13+16)/5=15 算式4

TX2：(-1+0+2+0)/4=0 算式5

TX3：(-8-4-4-2+0)/5=-3 算式6其中傳送端TX1、TX2及TX3之補償平均值分別為15、0及3，且該些傳送端在計算補償平均值時，皆不考慮超過臨界範圍的數位觸控資料。

此外，計算補償平均值後，空間域濾波模組30使用補償平均值於該些數位觸控資料以產生更新空間域觸控資料。如表4所示：

其中，傳送端TX1之更新空間域觸控資料11、傳送端TX2之更新空間域觸控資料60、80以及傳送端TX3之更新空間域觸控資料30係為明顯較高的觸控值，能夠判斷這些位置有被觸控，進而偵測到有被觸控的資料。至於其餘數位觸控資料進行補償處理後皆落於數值0附近，更能夠達到提高觸控效率之功效。

請參照圖2，圖2係為本發明之觸控濾波電路之另一實施例示意圖。如圖2所示，相對於圖1之實施例，觸控濾波電路1A包含時域濾波模組30A。值得注意的是，該些數位觸控資料於第一時序及第二時序分別包含第一數位觸控資料及第二數位觸控資料，且時域濾波模組30A耦接轉換模組20並接收該些數位觸控資料。

如表5及表6所示：

需說明的是，第一時序及第二時序係為連續的兩個時序，其中第二時序接續於第一時序之後。在實際情況中，第一時序可以係為上一個時序(Previous time frame)，第二時序可以係為目前的時序(Current time frame)，但不以此為限。在此實施例中，該些數位觸控資料分布於觸控面100，其中表 5之數值15係為第一數位觸控資料，表6之數值-13係為第二數位觸控資料，皆對應於觸控面100之相同位置。換句話說，第一數位觸控資料與第二數位觸控資料即為同一傳送線與同一接收線之交會點分別於第一時序及第二時序之觸控資料值。

除此之外，時域濾波模組30A具有時域比例並根據第一數位觸控資料、第二數位觸控資料與時域比例產生第一更新時域觸控資料。舉例而論，觸控濾波電路1A係應用於32位元系統，時域比例可以係為20：12。數值20及12係分別表示在第一時序及第二時序之觸控比重程度，並不以此為限。在其他實施例中，時域比例可以係為24：8，按照此時域比例計算，時域濾波模組則會較著重於第一時序的觸控結果。反之，若時域比例為12：20，時域濾波模組則會較著重於第二時序的觸控結果。

以第一數位觸控資料(數值15)及第二數位觸控資料(數值-13)為例，如算式7所示：(15*20+(-13)*12)/32=4 算式7其中，計算結果若有小數點，則採用無條件捨去法。此外，分母32係自(20+12)而得。因此，第一更新時域觸控資料為數值4，以此類推，則可得到其餘該些第一更新時域觸控資料，如表7所示：

相較於表6，表7所示之該些第一更新時域觸控資料更能夠減少雜訊造成的影響。在實際情況中，該些數位觸控資料於第三時序更包含第三數位觸控資料，且時域濾波模組30A根據第一更新時域觸控資料、第三數位觸控資料以及時域比例產生第二更新時域觸控資料。換句話說，一旦時域濾波模組30A自第一時序及第二時序之數位觸控資料計算出該些第一更新時域觸控資料，則可使用該些第一更新時域觸控資料取代第二時序之數位觸控資料。此外，時域濾波模組30A針對第三時序之第三數位觸控資料執行補償時，係直接地使用第一更新時域觸控資料及第三時序之第三數位觸控資料產生第二更新時域觸控資料，更能大幅降低觸控的失誤率。

請參照圖3，圖3係為本發明之觸控濾波電路之另一實施例示意圖。如圖3所示，觸控濾波模組1B包含空間域濾波模組30及時域濾波模組30A。換言之，觸控濾波模組1B同時具有兩種濾波功能，不但能在空間領域(space domain)上執行補償，亦能夠在時間領域(time domain)上執行濾波。

在此實施例中，該些數位觸控資料於第一時序及第二時序分別包含複數個第一數位觸控資料及複數個第二數位觸控資料。空間域濾波模組30接收該些第一數位觸控資料及該些第二數位觸控資料並根據該些第一數位觸控資料及該些第二數位觸控資料分別產生第一補償平均值及第二補償平均值。

舉例而論，使用表5及表6之數位觸控資料於本實施例，使得表5之數位觸控資料為本實施例中之第一數位觸控資料，且表6之數位觸控資料為本實施例中之第二數位觸控資料。

此外，空間域濾波模組30根據該些第一數位觸控資料與第一補償平均值分別產生複數個第一更新空間域觸控資料；空間域濾波模組30根據該些第二數位觸控資料與第二補償平均值分別產生複數個第二更新空間域觸控資料。具體而論，空間域濾波模組30先行針對第一時序之該些第一數位觸控資料以及第二時序之該些第二數位觸控資料進行補償，進而產生該些第一更新空間域觸控資料及該些第二更新空間域觸控資料。如表8及表9所示：

在表8中，第一時序之傳送端TX1、TX2及TX3之補償平均值分別為9、(-1)及(-10)。在表9中，第二時序之傳送端TX1、TX2及TX3之補償平均值分別為(-7)、0以及(-6)。根據上述補償值進行補償，得到表8及表9之該些更新空間域觸控資料。

在實際情況中，空間域濾波模組30分別使用該些第一數位觸控資料與第一補償平均值之差值以產生該些第一更新空間域觸控資料，且觸控濾波電路1B根據該些更新空間域觸控資料確認第一時序及第二時序之觸控結果。此外，空間域濾波模組30分別使用該些第二數位觸控資料與第二補償平均值之差值以產生該些第二更新空間域觸控資料。

此外，時域濾波模組30A耦接空間域濾波模組 30並接收該些第一更新空間域觸控資料及該些更新空間域觸控資料，其中時域濾波模組具有時域比例並根據該些第一更新空間域觸控資料之第一更新空間域觸控資料、該些第二更新空間域觸控資料之第二更新空間域觸控資料與時域比例產生一第一更新時域觸控資料。

在此實施例中，時域比例為20：12。以表8及表9中之TX1及RX1之交錯位置之數值6及(-6)為例，如算式8所示：(6*20+(-6)*12)/32=1 算式8其中，其第一更新時域觸控資料為1，依此類推，則可得到其餘該些第一更新時域觸控資料，如表10所示：

相較於表9，表10所示之該些第一更新時域觸控資料更降低時變性的雜訊。此外，觸控濾波電路1B係以表10之第一更新時域觸控資料取代第二時序之第二更新空間域觸控資料；亦即，以表10之資料取代表9之資料。

除此之外，該些數位觸控資料於第三時序更包含第三數位觸控資料，空間域濾波模組30補償該些第三數位觸控資料以產生複數個第三更新空間域觸控資料，且時域濾波模組30A根據第一更新時域觸控資料、該些第三更新空間域觸控資料之第三更新空間觸控資料及時域比例產生第二更新時域觸控資料。至於第三時序之詳細作法，如上述實施例所示，在此不加以贅述。

相較於先前技術，根據本發明之觸控濾波電路1係使用補償平均值調整原本的數位觸控資料。在實際情況中，本發明係以補償後之更新空間域觸控資料取代數位觸控資料，故能夠減少雜訊造成的影響。此外，以往容易發生的資料飄移現象，亦能夠藉由補償平均值大幅減緩飄移形成的觸控誤差。在另一實施例中，觸控濾波電路1A夠使用時域比例處理兩個不同時序的觸控資料，更有效降低時變性雜訊產生的失誤。在又另一實施例中，觸控濾波電路1B結合空間域濾波模組及時域濾波模組，同時具有兩濾波模組的優點，達到補償及抑制時變雜訊之功效。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧觸控濾波電路