TWI576741B

TWI576741B - 數位解調變器及數位解調變方法

Info

Publication number: TWI576741B
Application number: TW104143681A
Authority: TW
Inventors: 張欽富
Original assignee: 禾瑞亞科技股份有限公司
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2017-04-01
Also published as: TW201519059A; TWI521403B; TWI540472B; TW201519041A; TWI525524B; TWI514205B; TWI521404B; TW201614455A; TWI605371B; TW201519038A; TWI539339B; TW201519017A; TW201519040A; TW201519039A; TW201528115A

Description

數位解調變器及數位解調變方法

本發明係關於適用於觸控系統，特別係關於可節省晶片面積的觸控處理裝置與處理方法。

觸控面板或觸控螢幕是相當重要的人機介面，特別是在消費性電子產品上，如手機、平板電腦、或個人數位助理等，觸控螢幕可說是最主要的輸出與輸入裝置。由於電容式觸控螢幕，特別是投射式電容的形式對於手指的部分感應特別靈敏，因此成為市面上主要的觸控面板/螢幕設計之一。

利用指尖觸碰會遮擋住一部份的螢幕，使用者無法清楚地用眼睛確認觸控螢幕所偵測到的點在哪裡。而且使用指尖進行書寫的話，可能無法像使用筆那樣進行精確地控制。因此，使用者除了想使用手指進行觸控之外，也可能同時想要用筆來對觸控螢幕進行輸入。一般來說，碰觸到觸控螢幕的筆尖面積要比指尖的面積小很多。對於電容式觸控螢幕來說，要偵測到筆所帶來的電容變化是一大挑戰。特別是在許多專業繪圖或排版的應用環境下，在筆的設計上需要增加許多功能按鈕。在這樣的需求下，觸控螢幕不僅僅要偵測到微小的筆尖，還要能夠偵測這些功能按鈕是否被按下。

由於偵測可混合多種頻率的觸控筆需要多個解調變器，而每個解調變器需要進行複雜的浮點運算，所以會消耗大量晶片面積。總上所述，市場上需要一種觸控處理裝置。能偵測多個頻率的觸控筆，且不需要耗費大量晶片面積，以節省成本。

在一實施例中，本發明提供一種處理裝置，其包含複數個數位解調變器與一資訊傳送模組。每一個數位解調變器用於產生相應於一頻率的同相與正交信號資訊。該資訊傳送模組用於接收該複數個數位解調變器所產生的同相與正交信號資訊，進行處理與傳送。

在另一實施例中，本發明提供一種處理方法，其包含：同時進行多個數位解調變步驟，每一個數位解調變步驟用於產生相應於一頻率的同相與正交信號資訊；以及進行一資訊傳送步驟，接收該多個數位解調變步驟所產生的同相與正交信號資訊，進行處理與傳送。

在一實施例中，本發明提供一種數位解調變器，包含：一類比數位轉換器，用於對輸入信號進行取樣並轉成一數位接收信號；一信號產生器，用於根據該類比數位轉換器的取樣時點與一頻率，產生相應的一同相信號與一正交信號；至少一混波器，用於混合該同相信號與該數位接收信號，以產生一同相數位信號，以及混合該正交信號與該數位接收信號，以產生一正交數位信號；以及至少一加法積分器，用於將該同相數位信號進行加法積分以產生一同相積分信號，以及將該正交數位信號進行加法積分以產生一正交積分信號，其中上述之混波器與加法積分器皆採用整數進行運算。

在另一實施例中，本發明提供一種數位解調變方法，包含：將所接收信號進行類比數位轉換，以產生一數位接收信號；將一同相信號與該數位接收信號進行混合以產生一同相數位信號；將一正交信號與該數位接收信號進行混合以產生一正交數位信號，其中該同相信號與該正交信號的頻率為同一頻率；將該同相數位信號進行加法積分以產生一同相積分信號；以及將該正交數位信號進行加法積分以產生一正交積分信號，其中上述之混合步驟與加法積分步驟皆採用整數進行運算。

總上所述，本發明的主要精神之一，在於令數位解調變器的取樣與計算趨於簡單，並且可以將較複雜的運算集中到單一的資訊傳輸介面，甚至於計算資源更豐富的主機上。如此一來，可以盡量減少每一個解調變器所佔用的晶片面積。

100‧‧‧發信器

110‧‧‧電源模組

120‧‧‧處理模組

130‧‧‧感測器模組

140‧‧‧頻率合成模組

150‧‧‧信號放大模組

160‧‧‧發信模組

210~220‧‧‧步驟

300‧‧‧觸控系統

320‧‧‧觸控面板

321‧‧‧第一電極

322‧‧‧第二電極

330‧‧‧觸控處理裝置

340‧‧‧主機

410‧‧‧接收器類比前端

420‧‧‧解調變器

510‧‧‧信號產生器

520I/520Q‧‧‧混波器

530I/530Q‧‧‧積分器

540I/540Q‧‧‧平方器

550‧‧‧總和之均方根器

600‧‧‧放大器

605‧‧‧類比數位轉換器

610‧‧‧信號產生器

620I/620Q‧‧‧混波器

630I/630Q‧‧‧加法積分器

640I/640Q‧‧‧平方器

650‧‧‧總和之均方根器

700‧‧‧放大器

710‧‧‧類比數位轉換器

720‧‧‧傅立葉轉換器

905~930‧‧‧步驟

1010‧‧‧發信器偵測模組

1020‧‧‧資訊傳送模組

1030‧‧‧電容式偵測模組

1110~1130‧‧‧步驟

1210‧‧‧信號產生器

1270‧‧‧加法器

1280‧‧‧均方根器

1310‧‧‧信號產生器

1400‧‧‧處理裝置

1410‧‧‧數位解調變器

1420‧‧‧資訊傳送模組

1490‧‧‧主機

1510‧‧‧數位解調變步驟

1520‧‧‧資訊傳送步驟

1590‧‧‧主機

第一圖為根據本發明一實施例的一發信器的一示意圖。

第二圖為根據本發明一實施例的一發信方法的一流程示意圖。

第三圖為根據本發明一實施例的一觸控系統的一示意圖。

第四圖為根據本發明一實施例的一觸控處理裝置的一部份方塊示意圖。

第五圖為根據本發明一實施例的一類比解調變器的一部份方塊示意圖。

第六圖為根據本發明一實施例的一數位解調變器的一部份方塊示意圖。

第七圖為根據本發明一實施例的一數位解調變器的一部份方塊示意圖。

第八圖為根據第七圖之數位解調變器所解調變之一結果示意圖。

第九A圖為根據本發明一實施例的一感測發信器方法的一流程示意圖。

第九B圖為根據本發明一實施例的一感測發信器方法的一流程示意圖。

第十圖為根據本發明一實施例的一觸控處理裝置330的一方塊示意圖。

第十一圖為根據本發明一實施例的觸控處理方法的一流程示意圖。

第十二圖為根據本發明一實施例的數位解調變器的方塊示意圖。

第十三圖為根據本發明一實施例的數位解調變器的方塊示意圖。

第十四圖為根據本發明一實施例的一種處理裝置之一方塊示意圖。

第十五圖為根據本發明一實施例的一處理方法的一流程示意圖。

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。而為了提供更清楚的描述及使該項技藝的普通人員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進行繪圖，某些尺寸或其他相關尺度的比例可能被凸顯出來而顯得誇張，且不相關的細節部分並沒有完全繪出，以求圖示的簡潔。

在一實施例中，本發明所稱的發信器可以是觸控筆。在某些實施例中，發信器可以是其他種放置在觸控面板或螢幕上的物件。比方說，當觸控螢幕呈現遊戲的棋盤時，發信器可以是棋子。遊戲程式偵測棋子在觸控螢幕上的位置之後，即可以得知棋子的位置。

無論發信器實際上與觸控面板的接觸面積有多少，其接觸點有幾個，該發信器至少包含一發信定位點。觸控面板或螢幕可以偵測該發信定位點的位置，作為該發信器所表示之物件在觸控面板或螢幕上的代表位置。在一實施例中，該發信器可以不需要接觸觸控面板，僅需要發信定位點靠近觸控面板，即可讓觸控面板偵測到該發信定位點。

在一實施例中，該發信器可以包含複數個發信定位點。當觸控面板偵測到該複數個發信定位點時，可以偵測到該發信器的面對方向。在更一實施例中，該發信器可以包含m個發信定位點，而當觸控面板偵測到其中的n個發信定位點時，即可能偵測到該發信器在觸控面板上的姿態。比方說，發信器可以是具有四個發信定位點的三角體，每一個發信定位點設置在三角體的頂端。透過偵測接觸到觸控面板上的三個發信定位點，即可以偵測到三角體的哪一面與觸控面板接觸。發信器可以是具有八個發信定位點的正方體，每一個發信定位點設置在正方體的頂端。這種發信器即可以充當骰子使用。

請參考第一圖所示，其為根據本發明一實施例的一發信器100的一示意圖。發信器100包含電源模組110、處理模組120、感測器模組130、頻率合成模組140、信號放大模組150、與發信模組160。如上所述，該發信器100的外型可以作為一觸控筆的形狀。在一實施例中，上述的各個模組可以依照第一圖所示的順序，依序安排在觸控筆的內部，其下端用於和觸控面板接觸或靠近。該發信器100可以包含一總開關，用於啟閉該發信器100的電力。

該電源模組110可以包含與電力供應與控制相關的電路，例如電池組、直流電對直流電的電壓轉換電路、以及電力管理單元等。上述的電池組可以是可充電電池，也可以是一次性拋棄式電池。當電池組為可充電電池時，該電源模組110可以更包含一充電電路，用於將外界的電源輸入到該充電電池當中。在一實施例中，該充電電路可以包含在電力管理單元當中，用於保護可充電電池的過度放電與過度充電。

上述的處理模組120用於控制該發信器100，其可以包含一微處理器。上述的感測器模組130可以包含至少一種感測器。感測器可以包含例如觸控筆尖的壓力感測器、按鈕、加速度計、電感計、旋鈕等類型的感測器。感測器的狀態可以是二元性質，例如按鈕可以是按下狀態或彈起狀態。加速度計的狀態可以包含靜止或運動中。感測器的狀態也可以是多元性的離散數值，例如壓力感測器所感受的壓力可以分為四段、十段、或十六段。旋鈕的狀態也可以分為四段、八段、十六段等。感測器的狀態也可以是一段類比的區間。上述的處理模組120可以偵測到感測器模組130內感測器的狀態，據而產生一發信器狀態。

上述的頻率合成模組140包含複數個頻率產生器以及一頻率合成模組或混波器。在一實施例中，上述的複數個頻率產生器可以包含複數個石英震盪器。在另一實施例中，上述的複數頻率產生器可以使用單一個頻率來源，利用除頻器、增頻器、鎖相電路以及其他合適的電路，來產生複數個頻率。這些頻率並不互為諧振波，也和用於偵測該發信器100的觸控面板所發出的頻率不同，也不互為諧振波。因此，可以避開各頻率互相干擾的情況。

在某些實施例當中，上述的複數個頻率的範圍落在觸控面板所能偵測的頻率範圍之內。比方說，一般的觸控面板所能偵測的頻率範圍大約是90kHz~250kHz之間，所以複數個頻率產生器所產生的頻率可以落在這個範圍之間。

在一實施例中，上述的處理模組120可以決定頻率合成模組 140混合複數個頻率中的那些頻率。也就是可以個別控制某一頻率要不要加入混波器當中，當然也可以控制個別頻率的信號強度。在另一實施例中，上述的處理模組120可以決定頻率合成模組140的各頻率之信號強度的比例。比方說，可以令第一頻率的信號強度與第二頻率的信號強度之比例設為3：7。也可以令第一頻率、第二頻率、第三頻率的信號強度之比例設為24：47：29等。本領域的普通技術人員可以理解到，雖然頻率合成模組140可以用來產生並且混合多個頻率，但處理模組120根據感測器模組130的各個感測器狀態，也可能令頻率合成模組140產生單一頻率，而不和其他的頻率進行混合。

在一實施例中，某一頻率的信號強度可以相應於感測器模組130當中的裝置在筆尖的壓力感測器，或是具有多段狀態的旋鈕。比方說，在一繪圖軟體當中，觸控筆筆尖的壓力感測器表示筆色的濃郁程度，觸控筆旋鈕的旋轉程度表示筆刷的直徑大小。因此，可以利用第一頻率的信號強度來表示壓力感測器的壓力，還可以利用第二頻率的信號強度來表示旋鈕的旋轉程度。

在另一實施例中，可以利用某一頻率的信號強度佔混合後的信號強度之比例，來對應某一感測器的多元狀態。比方說，第一頻率的信號強度與第二頻率的信號強度之比例為3：7時，表示該感測器的狀態為十段中的第三段，如果是強度比例改為6：4時，則表示該感測器的狀態為時段中的第六段。換言之，如果有三種頻率的話，那麼可以利用第一頻率比第二頻率之第一信號強度比例、第二頻率比第三頻率之第二信號強度比例、以及第三頻率比第一頻率之第三信號強度比例分別表示三種具有多元狀態的感測器的狀態。

上述的信號放大模組150係用於將上述頻率合成模組140所混合產生的信號放大。在一實施例中，上述的信號放大相應於感測器模組130當中的裝置在筆尖的壓力感測器。假設壓力感測器的電路相應於信號放大模組150的一可變增益放大器(VGA,variable gain amplifier)，壓力感測器的電路可以不經過上述的處理模組120，直接控制該可變增益放大器的增益。因此，該頻率合成模組140所輸出的混合信號將經由該可變增益放大器放大後，送到發信模組160。

先前所述，可以利用混合信號當中某一頻率的信號強度來表示一感測器的多元狀態。也可以利用混合信號當中兩個頻率的信號強度比例來表示一感測器的多元狀態。在此同時，可以利用信號放大模組150來放大混合信號，用於表示另一感測器的多元狀態。舉例來說，該發信器100包含兩個具有多元狀態的感測器，一是裝置在筆尖的壓力感測器，其二是裝置在筆身的旋鈕。兩者分別用來表示筆觸的色深與直徑大小。在一實施例中，可以利用混合信號的強度來表示壓力感測器所受到的壓力大小，旋鈕的狀態則是利用混合信號當中兩個頻率的信號強度比例來表示。

在本發明的一實施例中，上述的發信模組160係包含裝置在筆尖的壓力感測器。該發信模組160可以是一組天線或一具有適當阻抗值的導體或電極，或可稱之為激勵電極。該筆尖的導體或電極連接到該壓力感測器。當發信模組160發出信號，而且接觸到觸控面板/螢幕時，信號就會流入觸控面板/螢幕的感測電極。當發信模組160靠近但未接觸到觸控面板/螢幕的時候，觸控面板/螢幕的感測電極也會感應到發信模組160上的信號變化量，進而使觸控面板/螢幕偵測到該發信器100靠近。

當該頻率合成模組140可以合成n種頻率時，就可以利用信號的頻率來調變出2ⁿ個狀態。比方說，當n等於三時，可以利用信號的頻率調變出八個狀態。請參照表一所示，其為根據本發明一實施例的發信器狀態與各感測器狀態的一表示。

在表一所示的實施例中，該感測器模組130包含三個感測器，分別是筆尖的壓力感測器、第一按鈕、與第二按鈕。這三個感測器的狀態都是二元狀態，因此組合起來有八種發信器狀態，如表一所示。本領域的普通技術人員可以理解到，上述的發信器狀態與各感測器狀態可以隨意調換位置。比方說第一發信器狀態可以和其他的發信器狀態對調，如第七發信器狀態。

請參考表二所示，其為根據本發明一實施例的發信器狀態與各頻率的一表示。已如前述，該頻率合成模組140可以合成三種不同頻率。所以可以將各個發信器狀態對應到各個頻率。如表二所示。本領域的普通技術人員可以理解到，上述的發信器狀態與各感測器狀態可以隨意調換位置。比方說第一發信器狀態可以和其他的發信器狀態對調，如第八發信器狀態。

在一實施例中，當筆尖的壓力感測器感測器沒有感受到壓力時，該發信器100仍然混合頻率並發出信號。在另一實施例中，當筆尖的壓力感測器感測器沒有感受到壓力時，該發信器100就不混合頻率，也不發出信號。對照到表二，此狀態就是第七發信器狀態。在此實施例中，表一可以修改為表三。

在表一至表三所示的實施例當中，該發信器100所發出的信號僅利用頻率的合成作為信號調變的因子。在接下來的實施例中，除了頻率的合成之外，該發信器100可以再加上信號強度與/或各頻率信號強度的比例作為信號調變的因子。

請參考表四所示，其為根據本發明一實施例的發信器頻率狀態與各感測器狀態的一表示。和表一所示的實施例相比，壓力感測器所感測得知的狀態不再只限於有/無接觸壓力的二元狀態，而是大於二的多元狀態。因此，在表四的左列並不能稱為發信器狀態，只能稱為發信器頻率狀態。此實施例的發信器狀態的調變因子除了頻率狀態之外，還要考慮到信號強度。

請參考表五所示，其為本發明一實施例的發信器狀態與各頻率及信號強度的一表示。其中，該信號強度調變可以是混合信號的信號強度值，例如是壓力感測器的接觸壓力段數。

在表五的實施例中，由於第五到第八發信器頻率狀態所對應的壓力感測器之接觸壓力段數為零，因此其信號強度調變的結果也可以為零。換言之，即不發出信號。在另一實施例中，其信號強度調變可以是一固定值，其固定信號強度可以不同於相應於壓力感測器的接觸壓力段數之信號強度。

請參考第二圖所示，其為根據本發明一實施例的一發信方法的一流程示意圖。該發信方法可以適用於第一圖所示的發信器100，但不限於此。該發信方法包含兩個步驟，在步驟210當中，根據該發信器所包含的一感測器模組內的狀態產生一發信器狀態。以及在步驟220當中，根據該發信器狀態發送一電信號至一觸控面板，使得該觸控面板分析該電信號後得知該發信器狀態與該發信器與該觸控面板的一相對位置，其中該電信號係由複數個頻率混合而成。

在一實施例中，該感測器模組內的感測器包含下列其中之一：按鈕、旋鈕、壓力感測器、加速度計、或陀螺儀。其中該壓力感測器可以用於感測該發信器與該觸控面板之間的接觸壓力程度。

當該感測器模組內包含複數個感測器時，該發信器狀態的可能狀態數量為每一該複數個感測器的可能狀態數量的總和。或者是在另一實施例中，該發信器狀態表示為每一該複數個感測器的狀態表示的任意組合之一。在一實施例中，該感測器模組內的一感測器之狀態表示為二的倍數n，其中n為大於或等於0的整數。

上述的電信號的調變因子包含下列其中之一或其組合：頻率、以及強度。在一實施例中，該電信號的信號強度係相應於該感測器模組內具有多元狀態的感測器之狀態。在另一實施例中，該電信號所混合之一第一頻率與一第二頻率的信號強度係相應於該感測器模組內具有多元狀態的感測器之狀態。在更一實施例中，其中該電信號的信號強度係相應於該感測器模組內具有多元狀態的第一感測器之狀態，其中該電信號所混合之一第一頻率與一第二頻率的信號強度比例係相應於該感測器模組內具有多元狀態的第二感測器之狀態。

本發明的主要精神之一，在於使用多個頻率混合而成的電信號，使得觸控面板得以偵測到發出該電信號之發信器的位置與其上感測器的狀態。

請參考第三圖所示，其為根據本發明一實施例的一觸控系統300的一示意圖。觸控系統300包含至少一發信器100、一觸控面板320、一觸控處理裝置330與一主機340。在本實施例中，發信器100可以適用上述實施例所敘述的發信器，特別適用於第一圖與第二圖所示實施例。另外值得注意的是，本觸控系統300可以包含複數個發信器100。上述的觸控面板320形成於一基板，該觸控面板320可以為觸控螢幕，本發明並不限定觸控面板320的形式。

在一實施例中，該觸控面板320的觸控區內包含複數個第一電極321與複數個第二電極322，兩者重疊處形成複數個感測點。這些第一電極321與第二電極322分別連接到觸控處理裝置330。在互電容的偵測模式下，該第一電極321可以稱為第一導電條或驅動電極，該第二電極322可以稱為第二導電條或感測電極。該觸控處理裝置330可以利用提供驅動電壓到該些第一電極321，並量測該些第二電極322的信號變化，得知有外部導電物件靠近或接觸(簡稱近接)該觸控面板320。本領域的普通技術人員可以理解到，上述的觸控處理裝置330可以利用互電容或自電容的方式來偵測近接事件與近接物件，在此不再加以詳述。除了互電容或自電容的偵測方式之外，觸控處理裝置330還可以偵測該發信器100所發出的電信號，進而偵測出該發信器100與該觸控面板320的相對位置。本發明將在後面的段落中詳細介紹其偵測原理。

在第三圖中還包含一主機340，其可以是中央處理器之類的作業系統，或者是嵌入式系統內的主處理器，或是其他形式的電腦。在一實施例中，該觸控系統300可以是一平板電腦，該主機340可以是執行平板電腦作業程式的中央處理器。比方說，該平板電腦執行安卓(Android)作業系統，該主機340為執行安卓作業系統的安謀(ARM)處理器。本發明並不限定該主機340與該觸控處理裝置330之間所傳輸的資訊形式，只要所傳輸的資訊跟該觸控面板320上所發生的近接事件相關即可。

請參考第四圖所示，其為根據本發明一實施例的一觸控處理裝置330的一部份方塊示意圖。如上所述，該觸控處理裝置330可以利用互電容或自電容的原理偵測近接事件，故與電容偵測的部分在此省略不敘。第四圖所示的實施例中，包含了接收器類比前端410以及解調變器420。

接收器類比前端410係用於連接前述的第一電極321或第二電極322。在一實施例中，每一條第一電極321與每一條第二電極322都連接到一個接收器類比前端410。在另一實施例中，數條第一電極321成為一組，數條第二電極322成為一組，每一組第一電極321對應到一個接收器類比前端410，每一組第二電極322對應到另一個接收器類比前端410。每一個接收器類比前端410輪流接收該組中的第一電極321或第二電極322的信號。在另一實施例中，一組第一電極321與一組第二電極322對應到一個接收器類比前端410。該接收器類比前端410可以先輪流連接該第一電極321之組內的第一電極321，再輪流連接該第二電極322之組內的第二電極322。反過來，該接收器類比前端410可以先輪流連接該第二電極322之組內的第二電極322，再輪流連接該第一電極321之組內的第一電極321。在一實施例中，該觸控處理裝置330可以只包含一個接收器類比前端410。本領域的普通技術人員可以理解到，本發明並不限定第一電極321或第二電極322以甚麼組態連接到接收器類比前端410。換言之，該觸控處理裝置330所包含的接收器類比前端410之數量將小於或等於該第一電極321與該第二電極322的總和。

該接收器類比前端410可以進行某些濾波、放大、或其他的類比信號處理。在某些實施例中，該接收器類比前端410可以接收兩條相鄰第一電極321的差值，或是兩條相鄰第二電極322的差值。在一實施例中，每一個接收器類比前端410可以輸出到一個解調變器420。在另一實施例中，可以每N個接收器類比前端410輸出到一個解調變器420。在更一實施例中，可以每一個接收器類比前端410輸出到N個解調變器420，其中上述的N為大於或等於一的正整數。在某些實施例中，該觸控處理裝置330可以只包含一個解調變器420。本領域的普通技術人員可以理解到，本發明並不限定接收器類比前端410以甚麼組態連接到解調變器420。

解調變器420係用於解調變出該發信器100所發出的電信號，用於得出相應的第一電極321或第二電極322所接收的信號當中，各個頻率的資訊與信號強度的資訊。比方說，該發信器100可以發出三種頻率的信號。該解調變器420可以用於解出這三種頻率的信號強度，每兩種頻率的信號強度比例，以及全部的信號強度。在本發明當中，可以使用類比或數位的方式來實施解調變器420，以下分為三個實施例來解說。

請參考第五圖所示，其為根據本發明一實施例的一類比解調變器420的一部份方塊示意圖。可以使用單一個第五圖所示的類比解調變器來解調變每一個頻率。也可以使用多個第五圖所示的類比解調變器來解調變多個頻率，比方說當該發信器100可以發出N種頻率時，即時用N個第五圖所示的類比解調變器來解調每一個頻率。信號產生器510係用於產生相應頻率的信號。

從該接收器類比前端410所接收的類比信號，可以經由可選的放大器，再分別送到兩個混波器520I與520Q。混波器520I接收該信號產生器510所輸出的餘弦信號，混波器520Q接收該信號產生器510所輸出的正弦信號。兩個混波器520I與520Q所輸出的混波信號將分別輸出到積分器530I與530Q。接著，積分完畢的信號將由積分器530I與530Q分別送往平方器540I與540Q。最後，平方器540I與540Q的輸出將由總和之均方根器550先加總後，再求均方根。如此一來，就可以得到相應於該信號產生器510所產生之信號頻率的信號強度。當取得所有頻率的信號強度之後，即可以產生每兩個頻率的信號強度比例，以及總信號強度。

請參考第六圖所示，其為根據本發明一實施例的一數位解調變器420的一部份方塊示意圖。和第五圖所示的實施例相比，第六圖所示的實施例係採用數位的方式來進行。同樣地，可以使用單一個第六圖所示的數位解調變器來解調變每一個頻率。也可以使用多個第六圖所示的數位解調變器來解調變多個頻率，比方說當該發信器100可以發出N種頻率時，即時用N個第六圖所示的數位解調變器來解調每一個頻率。信號產生器610係用於產生相應頻率的數位信號。

從該接收器類比前端410所接收的類比信號，可以經由可選的放大器600，再送往類比數位轉換器605。該類比數位轉換器605的取樣頻率將相應於該信號產生器610所發出信號的頻率。換言之，當類比數位轉換器605進行一次取樣時，該信號產生器610將分別送出一次信號到兩個混波器620I與620Q。混波器620I接收該信號產生器610所輸出的餘弦信號，混波器620Q接收該信號產生器610所輸出的正弦信號。兩個混波器620I與620Q所輸出的混波信號將分別輸出到加法積分器630I與630Q。接著，加法積分完畢的信號將由加法積分器630I與630Q分別送往平方器640I與640Q。最後，平方器640I與640Q的輸出將由總和之均方根器650先加總後，再求均方根。如此一來，就可以得到相應於該信號產生器610所產生之信號頻率的信號強度。當取得所有頻率的信號強度之後，即可以產生每兩個頻率的信號強度比例，以及總信號強度。

請參考第七圖所示，其為根據本發明一實施例的一數位解調變器420的一部份方塊示意圖。第七圖所示的實施例係採用數位的方式來進行，可以使用單一個第七圖所示的數位解調變器來解調變出每一個頻率。從該接收器類比前端410所接收的類比信號，可以經由可選的放大器700，再送往類比數位轉換器710。接著，再將輸出的數位信號送往傅立葉轉換器720，即可以解調變出頻域上各個頻率的信號強度。上述的傅立葉轉換器可以是數位化的快速傅立葉轉換器。

請參考第八圖所示，其為根據第七圖之數位解調變器420所解調變之一結果示意圖。第八圖所示的結果僅僅為一示例，除了使用圖表的方式表示外，也可以使用各式各樣的資料結構來儲存解調變的結果。第八圖的橫軸為信號頻率，其豎軸為信號強度。可以從傅立葉轉換器720的計算結果得到相應於該發信器100所可能發出的N種頻率的信號強度。在一實施例中，可以對信號強度設定一門檻值。大於該門檻值的信號強度才認為信號中含有其相應的頻率。當得出各個頻率的信號強度之後，也就可以進而計算出每兩個頻率的信號強度比例，以及總信號強度。

儘管第五圖至第七圖所舉出的三個解調變器420之實施例可以實作在第三圖所示的觸控處理裝置330當中，但本發明並不限定該觸控處理裝置330必須要實作出解調變器420的所有步驟。在某些實施例當中，解調變器420的某些步驟可以交由主機340來執行。另外值得注意的是，儘管數位解調變器420之實施例可以使用特定的硬體來實作，但本領域的普通技術人員可以理解到，也可以使用軟體或韌體的方式來實施數位解調變器420的各個元器件。舉例來說，混波器可以藉由乘法來實現，加法積分器可以藉由加法來實現，而乘法與加法是一般處理器最常見的運算指令。

請參考第九A圖所示，其為根據本發明一實施例的一感測發信器方法的一流程示意圖。在步驟910當中，計算每一個第一電極與第二電極所接收之該電信號的總信號強度。步驟910可以利用第三圖到第七圖所示的實施例來實施。接著，在步驟920當中，根據計算出的總信號強度，計算發信器與觸控面板的一相對位置。在一實施例中，可以認為該發信器的位置相應於具有最大總信號強度的第一電極與第二電極。在另一實施例中，可以認為該發信器的位置相應於具有最大總信號強度的相鄰第一電極與相鄰第二電極的質心，其質量的大小係相應於信號的強度。最後，在可選的步驟930當中，可以根據發信器所發出的電信號資訊，計算該發信器狀態。本領域的普通技術人員可以理解到，步驟930的實作可以根據前述的各表來進行回推。

請參考第九B圖，其為根據本發明一實施例的一感測發信器方法的一流程示意圖。在步驟905當中，可以計算每一個第一電極或第二電極所接收之該電信號的總信號強度。當解調變出第一電極或第二電極所接收之該電信號之後，就可以得知發信器所發出信號的頻率為何。比方說，發信器若發出第一頻率與第二頻率，而未發出第三頻率時，則在步驟915所執行的另一電極的總信號強度之計算過程中，就可以省略掉第三頻率的計算。如果採用第七圖所示的數位解調變器，則不須採用第九B圖所示的方法。但如果採用第五圖或第六圖所述的解調變器，而且解調變器的數量不足以一次對所有頻率進行掃描時，此種做法可以節省一些時間與計算資源。而且，如果當第一電極或第二電極的計算之後，並沒有發現發信器所發出的電信號，則可以省略執行步驟915。反之，當發現發信器所發出的電信號之後，則步驟915可以根據所接收之該電信號的各頻率信號強度，計算另一電極所接收之該電信號的總信號強度。其餘的步驟920與930可以適用第九A圖的實施例之說明。

要注意的是，在第九A圖與第九B圖的流程當中，若沒有提到步驟之間的因果關係或順序，則本發明並不限定這些步驟所執行的先後順序。另外，在步驟905、910、915當中提到了計算每一個第一電極與/或第二電極所接收之該電信號的總信號強度。在一實施例中，若該觸控系統300當中只包含單一個發信器100時，第九A圖與第九B圖的流程就可以修改為，當計算到至少一個第一電極與第二電極所接收之該電信號的總強度大於一門檻值時，即可以執行步驟920與步驟930。

在一實施例中，本發明提供一種偵測近接於一觸控面板的一發信器之方法。該發信器發送一電信號，該電信號係由複數個頻率混合而成。該觸控面板包含複數個第一電極與複數個第二電極以及其重疊處所形成的複數個感測點。該方法包含：針對每一個該第一電極與每一個該第二電極，計算其所接收之該電信號的總信號強度；以及根據所計算出之每一個該第一電極與每一個該第二電極所接收之該電信號的總信號強度，計算該發信器與該觸控面板的一相對位置。

上述之計算其所接收之該電信號的總信號強度的步驟更包含：計算出所接收之該電信號當中，相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度；以及將所計算出的相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度全部加總。在一實施例中，上述之計算出相應於該複數個頻率中某一個頻率的信號之強度的步驟更包含：將一同相信號與所接收信號進行混合以產生一同相類比信號；將一正交信號與所接收信號進行混合以產生一正交類比信號，其中該同相信號與該正交信號的頻率為該某一個頻率；將該同相類比信號進行積分以產生一同相積分信號；將該正交類比信號進行積分以產生一正交積分信號；以及計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方的總和之均方根，以得到相應於該某一個頻率的信號之強度。在另一實施例中，上述之計算出相應於該複數個頻率中某一個頻率的信號之強度的步驟更包含：將所接收信號進行類比數位轉換，以產生一數位接收信號；將一同相信號與該數位接收信號進行混合以產生一同相數位信號；將一正交信號與該數位接收信號進行混合以產生一正交數位信號，其中該同相信號與該正交信號的頻率為該某一個頻率；將該同相數位信號進行加法積分以產生一同相積分信號；將該正交數位信號進行加法積分以產生一正交積分信號；以及計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方的總和之均方根，以得到相應於該某一個頻率的信號之強度。上述之類比數位轉換的頻率相應於該某一個頻率。在更一實施例中，上述之計算出相應於該複數個頻率中某一個頻率的信號之強度的步驟更包含：將所接收信號進行類比數位轉換，以產生一數位接收信號；以及將該數位接收信號進行傅立葉轉換，以產生對應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度。

該針對每一個該第一電極與每一個該第二電極，計算其所接收之該電信號的總信號強度的步驟更包含：計算每一個該第一電極所接收之該電信號的總信號強度；根據至少一個該第一電極所接收之該電信號，計算出相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度，以得出該發信器所混合的一組頻率；以及計算該第二電極所接收之該電信號當中，相應於該組頻率中每一個頻率的信號強度之總信號強度。其中相應於該組頻率中每一個頻率的信號強度均大於一門檻值。

在一實施例中，在計算某一個該第一電極所接收之該電信號的總信號強度的同時，計算某一個該第二電極所接收之該電信號的總信號強度。

該發信器根據一發信器狀態發送該電信號，該方法更包含根據該電信號的資訊計算該發信器狀態。上述之計算該發信器狀態，係根據該電信號的下列資訊的其中之一或其任意組合：該電信號所混合的該複數個頻率中某一個頻率之信號強度；該電信號的總信號強度；以及該電信號所混合的該複數個頻率中之一第一頻率與一第二頻率之信號強度比例。在一實施例中，該電信號的總信號強度係相應於該發信器內具有多元狀態的感測器之狀態。在另一實施例中，該電信號所混合之該第一頻率與該第二頻率的信號強度係相應於該發信器內具有多元狀態的感測器之狀態。在更一實施例中，該電信號的信號強度係相應於該發信器內具有多元狀態的第一感測器之狀態，其中該電信號所混合之該第一頻率與該第二頻率的信號強度比例係相應於該發信器內具有多元狀態的第二感測器之狀態。

在一實施例中，當該發信器包含複數個感測器時，該發信器狀態的可能狀態數量為每一該複數個感測器的可能狀態數量的總和。在另一實施例中，該發信器狀態表示為每一該複數個感測器的狀態表示的任意組合之一。

本發明提供一種觸控處理裝置，用於偵測近接於一觸控面板的一發信器。該發信器發送一電信號，該電信號係由複數個頻率混合而成。該觸控面板包含複數個第一電極與複數個第二電極以及其重疊處所形成的複數個感測點。該觸控處理裝置係用於：針對每一個該第一電極與每一個該第二電極，計算其所接收之該電信號的總信號強度；以及根據所計算出之每一個該第一電極與每一個該第二電極所接收之該電信號的總信號強度，計算該發信器與該觸控面板的一相對位置。

上述之計算其所接收之該電信號的總信號強度的步驟更包含：計算出所接收信號當中，相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度；以及將所計算出的相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度全部加總。在一實施例中，該觸控處理裝置更包含一解調變器用於上述之計算出相應於該複數個頻率中某一個頻率的信號之強度。該解調變器包含：一信號產生器，用於產生一同相信號與一正交信號，其中該同相信號與該正交信號的頻率為該某一個頻率；至少一混波器，用於將該同相信號與所接收信號進行混合以產生一同相類比信號，以及將該正交信號與所接收信號進行混合以產生一正交類比信號；至少一積分器，用於將該同相類比信號進行積分以產生一同相積分信號，以及將將該正交類比信號進行積分以產生一正交積分信號；至少一平方器，用於計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方；以及至少一總和之均方根器，用於計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方的總和之均方根，以得到相應於該某一個該頻率的信號強度。在另一實施例中，該觸控處理裝置更包含一解調變器用於上述之計算出相應於該複數個頻率中某一個頻率的信號之強度。該解調變器包含：一類比數位轉換器，用於將所接收信號進行類比數位轉換，以產生一數位接收信號；一信號產生器，用於產生一同相信號與一正交信號，其中該同相信號與該正交信號的頻率為該某一個頻率；至少一混波器，用於將該同相信號與該數位接收信號進行混合以產生一同相數位信號，以及將該正交信號與該數位接收信號進行混合以產生一正交數位信號；至少一加法積分器，用於將該同相數位信號進行加法積分以產生一同相積分信號，以及將該正交數位信號進行加法積分以產生一正交積分信號；至少一平方器，用於計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方；以及一總和之均方根器，用於計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方的總和之均方根，以得到相應於該某一個頻率的信號強度。在更一實施例中，該觸控處理裝置更包含一解調變器用於上述之計算出相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度。該解調變器包含：一類比數位轉換器，用於將所接收信號進行類比數位轉換，以產生一數位接收信號；以及一傅立葉轉換器，用於將該數位接收信號進行傅立葉轉換，以產生對應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度。

在一實施例中，針對每一個該第一電極與每一個該第二電極，計算其所接收之該電信號的總信號強度的步驟更包含：計算每一個該第一電極所接收之該電信號的總信號強度；根據至少一個該第一電極所接收之該電信號，計算出相應於該複數個頻率中每一個頻率的信號之強度，以得出該發信器所混合的一組頻率；以及計算該第二電極所接收之該電信號當中，相應於該組頻率中每一個頻率的信號強度之總信號強度。其中相應於該組頻率中每一個頻率的信號強度均大於一門檻值。

在計算某一個該第一電極所接收之該電信號的總信號強度的同時，計算某一個該第二電極所接收之該電信號的總信號強度。

該發信器根據一發信器狀態發送該電信號，該觸控處理裝置更包含根據該電信號的資訊計算該發信器狀態。其中上述之計算該發信器狀態，係根據該電信號的下列資訊的其中之一或其任意組合：該電信號所混合的該複數個頻率中某一個頻率之信號強度；該電信號的總信號強度；以及該電信號所混合的該複數個頻率中之一第一頻率與一第二頻率之信號強度比例。

在一實施例中，該電信號的總信號強度係相應於該發信器內具有多元狀態的感測器之狀態。在另一實施例中，該電信號所混合之該第一頻率與該第二頻率的信號強度係相應於該發信器內具有多元狀態的感測器之狀態。在更一實施例中，該電信號的信號強度係相應於該發信器內具有多元狀態的第一感測器之狀態，其中該電信號所混合之該第一頻率與該第二頻率的信號強度比例係相應於該發信器內具有多元狀態的第二感測器之狀態。

在一實施例中，當該發信器包含複數個感測器時，該發信器狀態的可能狀態數量為每一該複數個感測器的可能狀態數量的總和。在另一實施例中，當該發信器包含複數個感測器時，該發信器狀態表示為每一該複數個感測器的狀態表示的任意組合之一。

本發明提供一種觸控處理系統，用於偵測近接於一觸控面板的一發信器。該發信器發送一電信號，該電信號係由複數個頻率混合而成。該觸控處理系統包含：該觸控面板，包含複數個第一電極與複數個第二電極以及其重疊處所形成的複數個感測點；以及一觸控處理裝置，用於：針對每一個該第一電極與每一個該第二電極，計算其所接收之該電信號的總信號強度；以及根據所計算出之每一個該第一電極與每一個該第二電極所接收之該電信號的總信號強度，計算該發信器與該觸控面板的一相對位置。

總上所述，本發明的主要精神之一，在於利用偵測第一電極與第二電極所接收之該電信號中的相應於多個頻率的信號強度，進而計算出發信器與觸控面板之間的一相對位置，還可以由回推該發信器狀態得知該發信器上各個感測器的狀態。此外，本發明還可以利用電容式觸控面板的觸控電極，使得同一個電容式觸控面板可以進行電容式的偵測，也可以進行發信器的偵測。換言之，利用同一個電容式觸控面板即可以進行手指偵測、手掌偵測，也可以進行發信器式觸控筆的偵測。

請回到第三圖，上述的觸控處理裝置330與主機340之間可以採用多種形式的匯流排或實體連線。比方說，採用PCI-Express、 HyperTransport、SLI、或CrossFire等高速匯流排。或者是採用較為低速的USB、I²C、或SPI等傳輸介面。此外，兩者間也可以採用共用記憶體(shared memory)的模式來傳遞資訊。本發明並不限定兩者之間的連接型式，只要其所傳遞的訊息係有關於觸控方面的訊息。

在一實施例當中，所傳遞的訊息可以包含發信器100與觸控面板320的相對位置與發信器狀態。主機340可以不管該觸控處理裝置330如何計算該相對位置與發信狀態，此實施例比較適合用於較低速的匯流排。在另外的實施例中，觸控處理裝置330可能只進行觸控信號的偵測與收集，而將較高階的功能放在主機340來執行。如此一來，就可以降低觸控處理裝置330的成本，而且還能充分利用主機340較強大的運算資源。除此之外，要更新主機340的軟體較為容易，所以可以具有較大的彈性來進行觸控功能的修改、修正、更新、以及新增功能。

對於主機340而言，觸控面板320包含了複數個感測點，每一個感測點都是由相疊的第一電極321與第二電極322所組成。想要得知出近接事件的位置，可以藉由所有感測點的感測資訊進行計算。因此，觸控處理裝置330可以提供各種貳維度感測資訊至主機340。在一實施例中，上述的貳維度感測資訊相應於觸控面板320上的每一個感測點。但在另一實施例中，上述的貳維度感測資訊相應於觸控面板320上的部分感測點。本發明並不限定貳維度感測資訊所對應的感測點數量，只要貳維度感測資訊相應到兩條以上的第一電極321與第二電極322即可。

請參考第十圖所示，在一實施例中，當觸控面板320的複數個第一電極321發出驅動信號時，該發信器100偵測到該驅動信號之後發出電信號。電信號可以被上述的解調變器所偵測，也可以被電容式偵測模組1030所偵測。如果是由解調變器進行偵測，則可以知道該電信號混合的頻率有那些，也可以知道是由哪一些第二電極322所偵測。如果是由電容式偵測模組1030所偵測，只可以知道是由哪一些第二電極322所偵測。

請參考第十圖所示，在一互電容偵測的實施例當中，由於電容式偵測模組1030是依序令該複數個第一電極321發出驅動信號。當發信器100偵測不到某一條第一電極321發出的驅動信號時，是不會產生電信號的。因此，所有的第二電極322均偵測不到該電信號。然而，當發信器100偵測到某一條第一電極321發出的驅動信號之後，會產生電信號。因此，發信器偵測模組1010就知道該發信器100是位於該第一電極321附近；且某一些第二電極322可以偵知該電信號，發信器偵測模組1010與/或電容式偵測模組1030也知道該發信器是位於該些第二電極322附近。如此一來，單純透過複數個第二電極322所接收的信號，就可以得知該貳維度感測資訊。更進一步地說，經由同一時段內所有第二電極322所接收的信號，發信器偵測模組1010可以產生一貳維度感測資訊，且電容式偵測模組1030也可以產生一貳維度電容感測資訊。

在一實施例中，貳維度感測資訊可以包含關於發信器100所發出信號的信號強度。在另一實施例中，貳維度感測資訊可以包含發信器100所混合的複數個頻率的信號強度。比方說，發信器混合了三種頻率，因此，某一貳維度感測資訊包含了第一頻率的信號強度，另一貳維度感測資訊包含了第二頻率的信號強度，更一貳維度感測資訊則包含第三頻率的信號強度。在此實施例當中，由於主機340得知了這三種頻率的信號強度，只需要將相應於同一感測點的各個頻率的信號強度相加，就可以得知發信器100所發出信號的信號強度。

上述的貳維度感測資訊並不一定包含絕對值，也可以包含相對值。比方說傳送了第一頻率的信號強度之後，上述的貳維度感測資訊可以包含傳送第二頻率與第一頻率的信號強度的差值，以及第三頻率與第一頻率/第二頻率的信號強度的差值。或者，上述的貳維度感測資訊可以包含傳送第二頻率與第一頻率的信號強度的比值，以及第三頻率與第一頻率/第二頻率的信號強度的比值。在一實施例中，也可以先傳送總信號強度值，再分別傳送各個頻率信號所占的比例值。先前已經提到，某一些訊息的調變方式係採取某些頻率的信號強度的比值，故傳送比值可以省略主機340進行運算的步驟。當然，主機340也可以進行差值或比值的還原計算，以便獲得原來的信號強度值。

在一實施例中，也許觸控處理裝置330在前一次的偵測中，得知發信器100所發出的電信號混合了第一頻率與第二頻率。因此，觸控處理裝置330傳送了兩個貳維度感測資訊，第一個貳維度感測資訊對應至第一頻率，而第二個貳維度感測資訊對應至第二頻率。在後一次的偵測當中，由於發信器100內部的發信器狀態改變，所以發信器100所發出的電信號混合了三種頻率。因此，觸控處理裝置330就必須傳送了三個貳維度感測資訊，特別是包含了第三個對應至第三頻率的貳維度感測資訊。相反地，當在後一次的偵測當中，由於發信器100內部的發信器狀態改變，所以發信器100所發出的電信號只包含單一頻率。因此，觸控處理裝置330可以只傳送了單一個貳維度感測資訊。然而，本發明並不限定觸控處理裝置330只傳送有收到頻率的相應貳維度感測資訊。在一實施例中，觸控處理裝置330可以傳送所有支援頻率的相應貳維度感測資訊，而不管發信器100是否混合了這些頻率。

上述的貳維度感測資訊，可以包含多個壹維度感測資訊。在一實施例中，每一個壹維度感測資訊可以包含一軸向的全部感測點之感測資訊。在另一實施例中，一個壹維度感測資訊可以包含一軸向的部分感測點之感測資訊。比方說，當該部分感測點對應之信號強度非零時，該壹維度感測資訊紀錄非零值的感測點之位置與其信號強度，這些壹維度感測資訊可以稱之為線段(LPC,Line Piece)。換言之，上述的貳維度感測資訊，可以包含多個線段。當然該線段所包含的壹維度感測資訊也可以是零值，例如該線段所表示的是某一頻率的信號強度值與另一頻率的信號強度值的差值時，其差值可以為零。

前面已經提到，當觸控處理裝置330在傳送觸控資訊到主機340時，可以包含多個貳維度感測資訊，這些貳維度感測資訊可以分時傳送。比方說，可以先傳送關於第一橫軸上的第一頻率之信號強度，接著傳送第一橫軸上的第二頻率之信號強度。後續，再傳送第二橫軸上的第一頻率之信號強度，以及第二橫軸上的第二頻率之信號強度。以此類推，直到傳送完所有橫軸上的第一頻率與第二頻率之信號強度為止。主機340在接收之後，可以組成兩個貳維度感測資訊。第一個貳維度感測資訊是關於所有感測點的第一頻率之信號強度，第二個貳維度感測資訊是關於所有感測點的第二頻率之信號強度。在另一個實施例中，觸控處理裝置330可以先傳送第一個貳維度感測資訊，在傳送第二個貳維度感測資訊。本發明並不限定每一個貳維度感測資訊的傳送方式。

透過複數個第一電極321與第二電極322，除了進行發信器100的偵測以外，觸控處理裝置330還可以進行電容式偵測。比方說，依序將第一電極321施加驅動電壓，並且測量第二電極322上的電容變化量，可以進行投射式電容的量測。或者，依序量測各電極的電容變化量，可以進行自電容的量測。在進行電容式量測的時候，觸控處理裝置330也可以產生一個相應於電容量測結果的貳維度電容感測資訊。這些貳維度電容感測資訊可以用於尋找在觸控面板320上近接的外部導電物體。

在一實施例中，由於觸控處理裝置330進行發信器偵測的時間與電容式偵測的時間是錯開的，所以貳維度電容感測資訊和上述的多個貳維度感測資訊是分別傳送。然而，在另一實施例中，觸控處理裝置330可以暫存某一種貳維度感測資訊，以分時的方式傳送發信器偵測資訊與電容式感測資訊。比方說，觸控處理裝置330可以傳送關於第一橫軸上的第一頻率之信號強度，接著傳送第一橫軸上的第二頻率之信號強度，最後是傳送第一橫軸上的電容式的感測資訊。後續，再傳送第二橫軸上的第一頻率之信號強度，以及第二橫軸上的第二頻率之信號強度，最後是傳送第二橫軸上的電容式的感測資訊。以此類推，直到傳送完所有橫軸上的第一頻率與第二頻率之信號強度以及電容式感測資訊為止。

本發明並不限定上述的電容式感測資訊，其可能是多個壹維度感測資訊所組成的貳維度電容感測資訊，也可以是多個線段。上述的壹維度感測資訊可以是電容感應量的原始值、相鄰電極之電容感應量的差值、與/或雙差值等訊息。

對於主機340來說，這些貳維度感測資訊可以認為是一張張影像。獲得各個影像的主機340可以利用各種影像處理技術來進行近接事件的偵測、近接物件的辨識與分類、近接物件的軌跡追蹤、軌跡追蹤後命令或文字之解譯等後續處理。

請參考第十圖所示，其為根據本發明一實施例的一觸控處理裝置330的一方塊示意圖。該觸控處理裝置330包含一發信器偵測模組1010、一資訊傳送模組1020、與一電容式偵測模組1030。其中上述之電容式偵測模組1030係可選的模組，其部分電路或元器件可以與上述的發信器偵測模組1010共用。本發明並不限定上述觸控處理裝置330的實作方式，可以使用軟體、硬體、或軟硬體合作的方式來實作該觸控處理裝置330的各個模組。

該發信器偵測模組1010用於偵測靠近或接觸該觸控面板才發出一電信號的一發信器，並產生至少一貳維度感測資訊，其中該至少一貳維度感測資訊係對應至至少一頻率的多個感測點之感測資訊。該資訊傳送模組1020用於傳送該至少一貳維度感測資訊。

可選的該電容式偵測模組1030用於偵測靠近或接觸該觸控面板的一外部導電物件，並產生一貳維度電容感測資訊，上述之資訊傳送模組更用於傳送該貳維度電容感測資訊。在一實施例中，上述之貳維度感測資訊與貳維度電容感測資訊係完整地交替傳送。在另一實施例中，上述之貳維度感測資訊與貳維度電容感測資訊係片段地交替傳送。

當該電信號係由複數個頻率混合而成時，該發信器偵測模組1010係用於產生複數個貳維度感測資訊，且該資訊傳送模組1020係用於傳送該複數個貳維度感測資訊，其中每一個頻率對應到該複數個貳維度感測資訊的其中之一。其中該發信器偵測模組1010所產生的該複數個貳維度感測資訊的個數大於或等於該電信號所包含的該複數個頻率的個數。

在一實施例中，該複數個貳維度感測資訊當中的一第一貳維度感測資訊包含相應於一第二貳維度感測資訊的一相對值。其中上述的相對值為下列其中之一：差值、比值、或是分數值。

在一實施例中，上述之複數個貳維度感測資訊中的每一個貳維度感測資訊係完整地交替傳送。在另一實施例中，上述之複數個貳維度感測資訊中的每一個貳維度感測資訊係片段地交替傳送。

在一實施例中，上述之發信器係偵測到該電容式偵測模組所發出的一驅動信號才發出該電信號。在某些實施例中，上述之驅動信號係該電容式偵測模組依序令該觸控面板的複數個第一電極所發出。上述之貳維度感測資訊係根據該觸控面板的複數個第二電極所感測。在另些實施例中，上述之驅動信號係該電容式偵測模組令該觸控面板的複數個第一電極同時發出。上述之貳維度電容感測資訊與該貳維度感測資訊係根據同一時段內所接收的信號而產生。

請參考第十一圖所示，其為根據本發明一實施例的觸控處理方法的一流程示意圖。該觸控處理方法適用於連接至包含多個感測點的一觸控面板之一觸控處理裝置。在步驟1110當中，偵測靠近或接觸一觸控面板才發出一電信號的一發信器，並產生至少一貳維度感測資訊，其中該至少一貳維度感測資訊係對應至至少一頻率的多個感測點之感測資訊。在可選的步驟1120當中，偵測靠近或接觸該觸控面板的一外部導電物件，並產生一貳維度電容感測資訊。在步驟1130當中，傳送該至少一貳維度感測資訊以及可選的該貳維度電容感測資訊。在一實施例中，上述之貳維度感測資訊與貳維度電容感測資訊係完整地交替傳送。在另一實施例中，上述之貳維度感測資訊與貳維度電容感測資訊係片段地交替傳送。

當該電信號係由複數個頻率混合而成時，步驟1110可以更包含：產生複數個貳維度感測資訊。步驟1130可以更包含：傳送該複數個貳維度感測資訊，其中每一個頻率對應到該複數個貳維度感測資訊的其中之一。其中該複數個貳維度感測資訊的個數大於或等於該電信號所包含的該複數個頻率的個數。

在一實施例中，該方法更包含發出令該觸控面板發出一驅動信號，該發信器係偵測到該驅動信號才發出該電信號。在一些實施例中，該方法更包含依序令該觸控面板的複數個第一電極發出該驅動信號。該方法更包含根據該觸控面板的複數個第二電極感測上述之貳維度感測資訊。在另些實施例中，該方法更包含令該觸控面板的複數個第一電極同時發出該驅動信號。上述之貳維度電容感測資訊與該貳維度感測資訊係根據同一時段內所接收的信號而產生。

總上所述，本發明的主要精神之一，在於觸控處理裝置能夠提供相應於各頻率的感測資訊以及可選的電容式感測資訊，令接收端能夠利用同一觸控面板所產生的多種影像來進行後續處理。

請回到第五圖與第六圖所示的實施例，第五圖所示實施例為類比的解調變器420，其中包含了兩個平方器540I與540Q，以及一總和之均方根器550。第六圖所示實施例為數位的解調變器420，其中包含了兩個平方器640I與640Q，以及一總和之均方根器650。在實作方面，平方器以及總和的均方根器需要佔用相當的晶片面積，如果每一個解調變器420都包含上述的平方器以及總和的均方根器，則會佔用很多晶片面積。

為了解決上述的問題，可以將平方器與/或總和的均方根器放在第十圖所示的資訊傳送模組1020。在一實施例當中，資訊傳送模組1020係採用序列的方式，將每一個貳維度感測資訊拆解成許多壹維度感測資訊，依序地傳送到主機340。換句話說，資訊傳送模組1020可以接收類比或數位的同相積分信號與正交積分信號，接著分別將同相積分信號與正交積分信號送入兩個平方器。然後，將兩個平方器的輸出結果送入一個總和的均方根器進行運算。最後，在把運算的結果傳送出去。如此一來，就可以解決多個解調變器420佔用過多晶片面積的問題。除此之外，假設上述的資訊傳送模組1020係採用較為低速的連接方式，則進行上述運算的時間也不至於拖慢傳送的速度。

在另一實施例中，資訊傳送模組1020可以只包含一個均方根器，而在每個解調變器中保留平方器和加法器。在更一實施例中，資訊傳送模組1020可以只包含一個加法器和一個均方根器，而在每個解調變器中保留平方器。

值得注意的是，由於平方運算、加法運算、以及均方根運算所需要的時間不同，為了要保持持續傳送，可以進一步調整上述的各個電路數量。比方說，假定均方根運算所需的時間為加法運算的五倍，則可以讓均方根器的數量為加法器的五倍。又假定平方運算所需的時間為加法器的兩倍，則可以讓平方器的數量為加法器的四倍，因為需要兩個平方運算才做一次加法運算。本領域的普通技術人員能夠理解到，為了配合資訊傳送模組1020的傳送速率，上述的電路數量也可以進行適應性的增加調整。

除此之外，在某些實施例中，上述的平方運算、加法運算、以及均方根運算係交由主機340來進行。換句話說，資訊傳送模組1020可以將某一些值傳送給主機340。在一實施例中，可以將平方運算留在解調變器420運算，資訊傳送模組1020負責加法運算，而由主機340負責均方根運算。在另一實施例中，也可以由資訊傳送模組1020負責平方運算和加法運算，由主機340負責均方根運算。本發明並不限定這些運算是由哪一個模組或裝置負責。

上述的實施例當中，係採用特定的電路來進行運算，但本發明並不限定是由硬體電路來進行運算，也可以採用軟體進行運算。比方說，較為複雜的平方運算可以使用硬體，而加法運算可以使用軟體，至於均方根運算則可以使用硬體加速。在使用軟體進行運算時，也可以考慮利用支援多媒體計算指令集或者是特殊指令集的計算核心來進行運算。

請參考第十二圖所示的數位解調變器420，其為第六圖所示之數位解調變器420之變形。由於僅僅需要確認發信器100所發出之電信號中是否有對應至某一頻率的信號，所以類比數位轉換器605與信號產生器1210的取樣頻率可以較低。在一實施例中，可以每隔60度進行一次取樣和混波。比方說，該信號產生器1210在30度、90度、150度、210度、270度、與330度的時候發出信號，而類比數位轉換器605於同時進行取樣。則在上述的相位當中，原本第六圖所示之信號產生器610送往混波器620Q的正弦信號值分別是1/2、1、1/2、-1/2、-1、與-1/2，而原本第六圖所示之信號產生器610送往混波器620I的餘弦信號值分別是/2、0、/2、-/2、0、與-/2。假設將上述的正弦信號值乘以2，則第十二圖所示之信號產生器1210送往混波器620Q的值為整數，故混波器620Q所需要進行的乘法就無須牽涉到浮點數，只需要乘以1、2、1、-1、-2、與-1。假設將上述的餘弦信號值乘以2/，則第十二圖所示之信號產生器1210送往混波器620I的值為整數，混波器620I所需要進行的乘法就無須牽涉到浮點數，只需要乘以1、0、1、-1、0、與-1。

也由於送往混波器620I的信號比送往620Q的信號多除了，所以在平方器640I所得到的值，需要再經過乘法器1260乘以三倍，才能和平方器640Q所得到的值相當。乘法器1260與平方器640Q的輸出送往加法器1270，最後，從均方根器1280所得到的結果是第六圖所示解調變器420 所得到的結果的兩倍。如果從每一條電極所得到的解調變之信號強度都變成兩倍，那麼各頻率之間的信號強度比例仍然會維持不變。

先前已述，均方根運算所需時間較長，可以將其挪到資訊傳送模組1020或主機340進行計算。在此實施例中，由於平方器640I與640Q、乘法器1260、以及加法器1270都是對整數進行計算，只有均方根器1280會產生浮點數。如果將浮點運算的部分移出解調變器420之外，將可以大幅度地減少解調變器420的複雜程度。

請參考第十三圖所示的數位解調變器420，其為第六圖所示之數位解調變器420之變形。和第十二圖所示的數位解調變器420之不同處在於，第十三圖所示的信號產生器1310每隔90度產生一個數值，而類比數位轉換器同樣是每隔90度才取樣一次。信號產生器1310於45度、135度、225度、315度時產生數位值。對於正弦信號值來說，相應於上述度數的值分別為/2、/2、-/2、-/2。對於餘弦信號值來說，相應於上述度數的值分別為/2、-/2、-/2、/2。假設將兩者乘以2/，則在各相位所得到的正弦信號值就是1、1、-1、-1，而餘弦信號值為1、-1、-1、1。由於兩者所乘的數值都是相同，所得到的也都是整數的乘法運算。最後，從總和之均方根器650所得到的結果是第六圖所示解調變器420所得到的結果的兩倍。如果從每一條電極所得到的解調變之信號強度都變成兩倍，那麼各頻率之間的信號強度比例仍然會維持不變。

先前已述，均方根運算所需時間較長，可以將其挪到資訊傳送模組1020或主機340進行計算。在此實施例中，由於平方器640I與640Q、都是對整數進行計算，只有總和之均方根器650會產生浮點數。如果將浮點運算的部分移出解調變器420之外，將可以大幅度地減少解調變器420的複雜程度。

在另一實施例中，還可以根據畢氏定理產生的整數邊長的直角三角形還決定產生數位值的相位。比方說，當三角形的三邊長為三比四比五的時候，其正弦或餘弦值可以是3/5或4/5。假設都乘以五的時候，也具有令數位解調變器420進行整數計算的特點。但在此實施例中，信號產生器與類比數位轉換器所取樣的相位之間，就不像上述兩個範例一樣是相等的。

請參考第十四圖所示，其為根據本發明一實施例的一種處理裝置1400之一方塊示意圖。該處理裝置1400包含複數個數位解調變器1410與一資訊傳送模組1420。每一個數位解調變器1410用於產生相應於一頻率的同相與正交信號資訊。該資訊傳送模組1420用於接收該複數個數位解調變器1410所產生的同相與正交信號資訊，進行處理與傳送。

在一實施例中，每一個數位解調變器1410包含：一類比數位轉換器，用於對輸入信號進行取樣並轉成一數位接收信號；一信號產生器，用於根據該類比數位轉換器的取樣時點與該頻率，產生相應的一同相信號與一正交信號；至少一混波器，用於混合該同相信號與該數位接收信號，以產生一同相數位信號，以及混合該正交信號與該數位接收信號，以產生一正交數位信號；以及至少一加法積分器，用於將該同相數位信號進行加法積分以產生一同相積分信號，以及將該正交數位信號進行加法積分以產生一正交積分信號。

在某一實施例中，上述之資訊傳送模組1420用於傳送包含該同相積分信號與該正交積分信號的同相與正交信號資訊至一主機1490，該主機1490用於將該同相積分信號與該正交積分信號分別進行平方之後，再進行總和之均方根計算，以求得該同相與正交信號資訊所對應之該數位解調變器所接收信號於該頻率的一信號強度。

在另一實施例中，上述之資訊傳送模組1420用於將該同相積分信號與該正交積分信號分別進行平方之後，再計算一總和，並且傳送包含該總和的同相與正交信號資訊至一主機1490，該主機1490用於對該總和進行均方根計算，以求得該同相與正交信號資訊所對應之該數位解調變器所接收信號於該頻率的一信號強度。

在更一實施例中，上述之資訊傳送模組1420用於將該同相積分信號與該正交積分信號分別進行平方之後，再進行總和之均方根計算，以求得所對應之該數位解調變器所接收信號於該頻率的一信號強度，接著再傳送該信號強度。

在某一實施例中，上述之混波器與加法積分器皆採用整數進行運算。比方說，上述之信號產生器係每隔60度相位即產生一組該同相信號與該正交信號，該類比數位轉換器同樣也每隔60度相位即進行一次取樣。上述之信號產生器於30度、90度、150度、210度、270度、與330度的時候發出的正弦信號值分別是1、2、1、-1、-2、與-1，餘弦信號值分別是1、0、1、-1、0、與-1。在另一範例中，上述之信號產生器係每隔90度相位即產生一組該同相信號與該正交信號，該類比數位轉換器同樣也每隔90度相位即進行一次取樣。上述之信號產生器於45度、135度、225度、與315度的時候發出的正弦信號值分別是1、1、-1、與-1，餘弦信號值分別是1、-1、-1、與1。

在另一實施例中，上述之每一個數位解調變器1410更包含：至少一平方器，用於計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方；以及一加法器，用於計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方的一總和。上述之資訊傳送模組1420對該總和進行均方根計算，以求得該數位解調變器1410所接收信號於該頻率的一信號強度，並且傳送該信號強度。在另一實施例中，上述之資訊傳送模組1420用於傳送包含該總和的同相與正交信號資訊至一主機1490，該主機1490用於對該總和進行均方根計算，以求得該同相與正交信號資訊所對應之該數位解調變器1410所接收信號於該頻率的一信號強度。

在某一實施例中，上述之資訊傳送模組進行處理的速度相當於進行傳送的速度。

請參考第十五圖，其為根據本發明一實施例的一處理方法的一流程示意圖。該處理方法包含：同時進行多個數位解調變步驟1510，每一個數位解調變步驟1510用於產生相應於一頻率的同相與正交信號資訊；以及進行一資訊傳送步驟1520，接收該多個數位解調變步驟所產生的同相與正交信號資訊，進行處理與傳送。

在一實施例中，上述之數位解調變步驟1510更包含：將所接收信號進行類比數位轉換，以產生一數位接收信號；將一同相信號與該數位接收信號進行混合以產生一同相數位信號；將一正交信號與該數位接收信號進行混合以產生一正交數位信號，其中該同相信號與該正交信號的頻率為該頻率；將該同相數位信號進行加法積分以產生一同相積分信號；以及將該正交數位信號進行加法積分以產生一正交積分信號。

上述之處理與傳送步驟1520更包含傳送包含該同相積分信號與該正交積分信號的同相與正交信號資訊至一主機1590，該主機1590用於將該同相積分信號與該正交積分信號分別進行平方之後，再進行總和之均方根計算，以求得該同相與正交信號資訊所對應之該數位解調變步驟1510所接收信號於該頻率的一信號強度。

在另一實施例中，上述之處理與傳送步驟1520更包含：將該同相積分信號與該正交積分信號分別進行平方之後，再計算一總和，並且傳送包含該總和的同相與正交信號資訊至一主機1590，該主機1590用於對該總和進行均方根計算，以求得該同相與正交信號資訊所對應之該數位解調變步驟1510所接收信號於該頻率的一信號強度。

在更一實施例中，上述之處理與傳送步驟1520更包含：將該同相積分信號與該正交積分信號分別進行平方之後，再進行總和之均方根計算，以求得所對應之該數位解調變步驟1510所接收信號於該頻率的一信號強度，接著再傳送該信號強度。

其中上述之混合步驟與加法積分步驟皆採用整數進行運算。比方說，每隔60度相位即產生一組該同相信號與該正交信號，該類比數位轉換步驟同樣也每隔60度相位即進行一次取樣。其中於30度、90度、150度、210度、270度、與330度的時候發出的正弦信號值分別是1、2、1、-1、-2、與-1，餘弦信號值分別是1、0、1、-1、0、與-1。在另一範例中，係每隔90度相位即產生一組該同相信號與該正交信號，該類比數位轉換步驟同樣也每隔90度相位即進行一次取樣。其中於45度、135度、225度、與315度的時候發出的正弦信號值分別是1、1、-1、與-1，餘弦信號值分別是1、 -1、-1、與1。

其中上述之每一個數位解調變步驟1510更包含：計算該同相積分信號之平方與該正交積分信號之平方的一總和。其中上述之處理與傳送步驟更包含對該總和進行均方根計算，以求得該數位解調變步驟1510所接收信號於該頻率的一信號強度，並且傳送該信號強度。上述之處理與傳送步驟更包含傳送包含該總和的同相與正交信號資訊至一主機1590，該主機1590用於對該總和進行均方根計算，以求得該同相與正交信號資訊所對應之該數位解調變步驟1510所接收信號於該頻率的一信號強度。

在某一實施例中，上述之處理與傳送步驟的處理步驟的速度相當於傳送步驟的速度。