TWI596523B - 進行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統 - Google Patents

進行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI596523B
TWI596523B TW105105360A TW105105360A TWI596523B TW I596523 B TWI596523 B TW I596523B TW 105105360 A TW105105360 A TW 105105360A TW 105105360 A TW105105360 A TW 105105360A TW I596523 B TWI596523 B TW I596523B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phase
touch
carrier
signals
circuit
Prior art date
Application number
TW105105360A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201715369A (zh
Inventor
黃俊憬
郭弘政
陳俊宏
Original Assignee
聯詠科技股份有限公司
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 聯詠科技股份有限公司 filed Critical 聯詠科技股份有限公司
Publication of TW201715369A publication Critical patent/TW201715369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI596523B publication Critical patent/TWI596523B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

進行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統
本發明係指一種載波觸控系統，尤指一種透過同相解調及正交解調，以執行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統。
由於觸控顯示裝置提供使用者更直覺及便利的操作方式，因而廣泛地運用於各種消費性電子產品中。一般而言，觸控顯示裝置可由一顯示面板以及一觸控面板所組成，其中觸控面板包含有複數個驅動電極、複數個接收電極以及一解調電路。觸控面板偵測觸碰事件的方式是在複數個驅動電極上依序發射脈衝訊號，再透過複數個接收電極感應脈衝訊號，以產生接收訊號至解調電路。因此，解調電路可根據接收訊號以及脈衝訊號，判斷觸碰事件在觸控面板上的位置，據以產生相對應的觸控訊號，以實現觸控功能。
近年來，業界致力於發展載波觸控系統。有別於上述傳統的觸控面板係發射脈衝訊號至觸控面板，載波觸控系統則係發射載波訊號至觸控面板。其中，載波訊號可以是弦波形式的載波，例如正弦波（sine-wave）或餘弦波（cosine-wave）。
然而，載波訊號輸入至觸控面板後，最後輸入至解調電路的過程中，由於觸控面板的製程、操作效能、環境溫度以及雜訊干擾等因素，使得解調電路收到的接收訊號具有不同的相位延遲（相位延遲），導致解調電路在解調接收訊號時產生誤差，因而輸出錯誤的觸控訊號及相位延遲。在此情況下，錯誤的觸控訊號及相位延遲將導致解調電路誤判觸碰事件在觸控面板上的位置。因此，當載波觸控系統與其它電子裝置相互整合時（如顯示面板、智慧型行動裝置、筆記型電腦、智慧型顯示器等電子裝置），錯誤的觸控訊號及相位延遲將影響電子裝置後續執行觸控相關功能的問題。
此外，相位延遲會隨著觸控面板的不同操作效能而有所變動。換言之，相位延遲在不同操作效能下須進行校正，以維持觸控訊號的完整性。
因此，如何解調載波觸控訊號，以產生準確的觸控訊號及相位延遲，以及校正相位延遲，實為本領域的重要課題之一。
因此，本發明的主要目的即在於提供一種透過同相解調及正交解調，以執行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統。
本發明揭露一種載波觸控系統，包含有一驅動電路、一觸控面板以及一解調電路。該驅動電路，用來產生複數個驅動訊號。該觸控面板耦接於該驅動電路，用來根據該複數個驅動訊號，產生複數個載波感應訊號。該解調電路耦接於該觸控面板，其中當該載波觸控感應系統操作於一相位校正模式時，該解調電路用來對該複數個載波感應訊號進行同相解調及正交解調，以產生並儲存複數個相位延遲資訊；且當該載波觸控感應系統操作於一常規掃描模式，該解調電路根據該複數個相位延遲資訊，對該複數個載波感應訊號進行同相解調，以產生複數個觸控訊號。
第1圖為本發明實施例一載波觸控系統10的功能方塊圖。載波觸控系統10包含一驅動電路101、一觸控面板102以及一解調電路100。驅動電路101用來產生複數個載波驅動訊號T1～TM至觸控面板102。觸控面板102耦接於驅動電路101，用來接收複數個載波驅動訊號T1～TM，以產生複數個載波感應訊號R1～RN，其中觸控面板102的尺寸為M*N。解調電路100耦接於觸控面板102，用來根據複數個載波感應訊號R1～RN，產生複數個觸控訊號A1～AN及複數個相位延遲φ1～φN。因此，觸控面板102可根據觸控訊號A1～AN及複數個相位延遲φ1～φN，偵測一觸控事件。
載波觸控系統10可操作於一常規掃描模式或一相位校正模式。在實際應用中，當觸控面板102製作完成後，其物理特性可視為固定值，據此，若載波觸控系統10的操作環境在一段時間內未發生變動，則相位延遲φ1～φN可視為常數。因此，載波觸控系統10只需在必要時操作於相位校正模式即可，例如下列情況：（1）初次開機時的初始化程序；（2）操作於一段時間後，例如定期校正；（3）操作效能或操作頻率改變時；以及（4）偵測到異常雜訊時。
進一步地，解調電路100的電路結構可隨著操作模式的變動而改變。具體而言，若載波觸控系統10操作於相位校正模式，則解調電路100可對複數個載波感應訊號R1～RN同時執行同相（in-phase）解調及正交（quadrature）解調，以產生並儲存複數個相位延遲資訊。或者，若載波觸控系統10操作於常規掃描模式，則解調電路100可根據複數個相位延遲資訊，對複數個載波感應訊號R1～RN單獨執行同相解調，以產生觸控訊號A1～AN。
第2圖為本發明實施例當載波觸控系統10操作於相位校正模式時的一解調電路200的示意圖。解調電路200可取代第1圖的解調電路100，包含一正交解調電路204、一訊號處理電路201、一運算電路202以及一相位表203。
在結構上，正交解調電路204耦接於觸控面板102，用來對複數個載波感應訊號R1～RN執行同相解調及正交解調，以產生複數個同相感應訊號R1_I～RN_I及複數個正交感應訊號R1_Q～RN_Q。訊號處理電路201耦接於正交解調電路204、運算電路202及相位表203，用來偵測觸控面板102上的觸控事件，以根據同相感應訊號R1_I～RN_I及正交感應訊號R1_Q～RN_Q，產生複數個同相觸控訊號A1_I～AN_I及複數個正交觸控訊號A1_Q～AN_Q。
訊號處理電路201另用來偵測同相感應訊號R1_I～RN_I及正交感應訊號R1_Q～RN_Q是否遭受異常雜訊所干擾，以產生一相位校正指標CAL。運算電路202耦接於訊號處理電路201及相位表203，用來根據同相觸控訊號A1_I～AN_I及正交觸控訊號A1_Q～AN_Q，產生觸控訊號A1～AN。訊號處理電路201另用來根據同相觸控訊號A1_I～AN_I及觸控訊號A1～AN，產生相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)。
相位表203耦接於訊號處理電路201及運算電路202，用來儲存相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)，以及在相位校正指標CAL指示須進行相位校正程序時，更新相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)。相位表203可為一記憶體裝置或一暫存器陣列。
在操作上，由於製程、操作模式、環境溫度、濕度、雜訊干擾以及觸控事件的發生等因素會影像觸控面板102的操作效能，因此載波感應訊號R1～RN在時域的波形可以下列方程式來表示。
（20.1）
其中，X為1～N的正整數；t為時間；m為載波頻率的數量（意即載波感應訊號RX可包含m個頻率分量；R i為第i個實際觸控訊號；ω i為第i個載波頻率；φ i為第i個實際相位延遲；而ε(t)為常規雜訊。
正交解調電路204包含解調單元204_1～204_N及載波訊號產生器205_I、205_Q。載波訊號產生器205_I、205_Q用來分別產生載波訊號cos(ω it)及sin(ω it)。每個解調單元204_1～204_N的電路架構及功能皆相同，以解調單元204_1為例，其包含一互阻抗放大器（Trans-Impedance Amplifier，TIA）、一類比至數位轉換器（Analog-to-Digital Converter，ADC）、第一乘法器、第二乘法器、第一低通濾波器（Low Pass Filters，LPFs）及第二低通濾波器。載波感應訊號R1可透過互阻抗放大器來進行直流補償，再透過類比至數位轉換器轉換為數位訊號，以產生一補償載波感應訊號R1C。據此，方程式（20.1）可改寫如下。
（20.2）
其中，C i為載波感應訊號RX的第i個直流補償。
補償載波感應訊號R1C與載波訊號cos(ω it)相乘後，再透過低通濾波器過濾，以產生同相感應訊號R1_I。同時，補償載波感應訊號R1C與載波訊號sin(ω it)相乘後，再透過低通濾波器過濾，以產生正交感應訊號R1_Q。同相感應訊號RX_I及正交感應訊號RX_Q可分別以下列方程式表示。
（20.3）
（20.4）
正交解調電路204的轉換方程式可以下列方程式表示。
（20.5）
其中， ；P為時間；β i為同相感應訊號RX_I的第i個分量；而b i為正交感應訊號RX_Q的第i個分量。β i及b i可分別以下列方程式表示。
（20.6）
請注意，由統計學觀點審視方程式（20.5）可知，補償感應訊號RXC(t)或感應訊號RX(t)的m個頻率分量彼此為線性獨立關係，因此補償感應訊號RXC(t)可視為一線性方程組。假設補償感應訊號RXC(t)係由m個線性回歸模型所組成的線性方程組，當補償感應訊號RXC(t)遭受常規雜訊ε(t)所干擾時，可藉由最小平方法（Least Square Method）來得到一組具有最小平方差（least square errors）的線性方程組。方程式（20.5）即為藉由最小平方法來求得上述線性方程組的一目標方程組的解。上述目標方程組可以下列方程式表示。
（20.7）
其中，方程式（20.7）包含K個估計線性回歸模型；而P為時間。
訊號處理電路201可進一步處理同相感應訊號R1_I～RN_I及正交感應訊號R1_Q～RN_Q，以偵測觸控事件以及判斷同相感應訊號R1_I～RN_I及正交感應訊號R1_Q～RN_Q是否受到雜訊干擾。
訊號處理電路201包含一第一訊號處理通道210以及一第二訊號處理通道212。第一訊號處理通道210包含一第一矩陣運算元211以及一解碼器213。第二訊號處理通道212包含一第二矩陣運算元214以及一解碼器216。第一訊號處理通道210用來透過第一矩陣運算元211，根據同相感應訊號R1_I～RN_I，產生同相觸控訊號A1_I～AN_I。第二訊號處理通道212用來透過第二矩陣運算元214，根據正交感應訊號R1_Q～RN_Q，產生正交觸控訊號A1_Q～AN_Q。解碼器213及216用來偵測同相感應訊號R1_I～RN_I及正交感應訊號R1_Q～RN_Q是否遭受異常雜訊干擾，以產生相位校正指標CAL。
同相觸控訊號A1_I～AN_I及正交觸控訊號A1_Q～AN_Q可分別以下列方程式表示。
（21.1；21.2）
其中，A i為實際觸控訊號R i的第i個估計值。
根據方程式（20.6）及（20.7）可知，觸控訊號AX及相位延遲φX分別為實際觸控訊號R i及實際相位延遲φ i的估計值，且可滿足下列方程式。
（22.1）
（22.2）
其中，方程式（22.1）為運算電路202的一第一轉換方程式。運算電路202包含二平方器（squarer）220及221，一加法器222以及一平方根產生器224，用來執行轉換方程式（22.1），以產生觸控訊號A1～AN。
方程式（22.2）為運算電路202的一第二轉換方程式。訊號處理電路201另包含一除法器225。除法器225耦接於平方根產生器224、二平方器220及相位表203，用來將同相觸控訊號A1_I～AN_I除以觸控訊號A1～AN，以產生相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)。
請注意，由於分量β i及b i含有共同變數（即，相位延遲φ i），因此方程式（20.6）假設分量β i及b i為線性相依關係。在此情況下，解調電路204必須對補償感應訊號RXC(t)同時進行同相解調及正交解調，以得到相位延遲φ1～φN（或相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)）的準確估計值，如此可確保解調出的觸控訊號A1～AN的完整性。
簡言之，解調電路200係基於最小平方法，對載波感應訊號R1～RN執行同相解調及正交解調所設計，因此在面板遭受常規雜訊ε(t)干擾時，可得到觸控訊號A1～AN及相位延遲φ1～φN具有最小平方差的估計值。換言之，透過解調運算，觸控訊號A1～AN及相位延遲φ1～φN的估計值可被精確計算出，以確保電子裝置整合載波觸控系統10後續執行觸控的相關功能問題訊號。此外，以直流訊號C i補償載波感應訊號R1～RN的作法，可增加觸控訊號A1～AN的估計值的訊號強度，等效上常規雜訊ε(t)的訊號強度可被有效降低，以提升載波觸控系統10的訊雜比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）。
第3圖為本發明實施例當載波觸控系統10操作於常規掃描模式時的一解調電路300的示意圖。解調電路300可取代第1圖的解調電路100。解調電路300包含一同相解調電路304、一訊號處理電路301、一運算電路302、一相位表303以及一輸出緩衝器306。
解調電路300係源自於解調電路200，而可共用解調電路200的電路元件。在解調電路200中，用來進行正交解調操作以產生正交感應訊號R1_Q～RN_Q的相關元件處於關閉狀態，因此第二訊號處理通道212、載波訊號產生器205_Q、乘法器及低通濾波器處於關閉狀態，而未包含在第3圖的解調電路300中。
在操作上，同相解調電路304對載波感應訊號R1～RN執行同相解調，以產生同相載波感應訊號R1_I～RN_I。訊號處理電路301根據第一訊號處理通道210，偵測觸控面板102上的觸控事件，以及透過第一矩陣運算元211，根據同相感應訊號R1_I～RN_I，產生同相觸控訊號A1_I～AN_I。訊號處理電路301另偵測同相載波感應訊號R1_I～RN_I是否遭受異常雜訊干擾，以產生相位校正指標CAL。運算電路302根據方程式（22.1），將同相觸控訊號A1_I～AN_I除以相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)，以產生觸控訊號A1～AN，此時運算電路302僅包含除法器225。換言之，運算電路202的平方器220及221、加法器222及平方根產生器224為關閉狀態。輸出緩衝器306耦接於運算電路302的除法器225，用來暫存觸控訊號A1～AN，以為後續訊號處理做準備。
簡言之，當操作於常規掃描模式時，解調電路300僅對載波感應訊號R1～RN進行同相解調。由於相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)為已知參數，並且儲存於相位表303中，因此運算電路302可根據方程式（22.1），透過將同相觸控訊號A1_I～AN_I除以相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)，以產生觸控訊號A1～AN。因此，相較於相位校正模式（即，第2圖的解調電路200）的相關運算操作，解調電路300的運算操作較簡單，如此可降低載波觸控系統10的整體電源消耗，以達到省電的目的。
第4圖為本發明實施例當載波觸控系統10操作於常規掃描模式時的一解調電路400的示意圖。解調電路400可取代第1圖的解調電路100，包含同相解調電路304、訊號處理電路301、一運算電路402、一相位表403以及一輸出緩衝器406。
解調電路300及400的電路架構相似，差別之處在於解調電路400預先將同相觸控訊號A1_I～AN_I儲存於輸出緩衝器406，之後再透過運算電路402產生觸控訊號A1～AN。
輸出緩衝器406耦接於訊號處理電路301及運算電路402之間，用來暫存同相觸控訊號A1_I～AN_I及觸控訊號A1～AN。運算電路402包含一除法器425，耦接於輸出緩衝器406及相位表403，用來將同相觸控訊號A1_I～AN_I除以相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)，以產生觸控訊號A1～AN。
第2圖及第3圖的除法器225可由硬體電路所實現，透過硬體電路進行即時運算的速度較快，但此方式所需的硬體面積較大。第4圖的除法器425可由軟體程式所實現，解調電路400透過軟體程式進行運算的速度較慢，但此方式所需的硬體面積較小。
第5圖為本發明實施例當載波觸控系統10操作於常規掃描模式時的一解調電路500的示意圖。解調電路500可取代第1圖的解調電路100，解調電路500包含一同相解調電路504、一訊號處理電路501、一相位表503以及一輸出緩衝器506。
在結構上，同相解調電路504耦接於相位表503及訊號處理電路501，用來根據載波感應訊號R1～RN及相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)，產生複數個原始觸控訊號A1’～AN’。訊號處理電路501耦接於輸出緩衝器506及同相解調電路504，用來根據原始觸控訊號A1’～AN’，產生觸控訊號A1～AN。輸出緩衝器506耦接於訊號處理電路501，用來暫存觸控訊號A1～AN。
同相解調電路504使用含有相位延遲φ1～φN的同相載波訊號，對載波感應訊號R1～RN執行同相解調，以產生複數個原始觸控訊號A1’～AN’。同相解調電路504包含一多工器540、同相載波訊號產生器540_1～540_N及解調單元504_1～504_N。多工器540耦接於相位表503及同相載波訊號產生器540_1～540_N，用來從相位表503中讀取相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)，以及分別傳送相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)至同相載波訊號產生器540_1～540_N。同相載波訊號產生器540_1～540_N分別耦接於解調單元504_1～504_N，用來產生包含相位延遲φ1～φN的同相載波訊號，其可表示為 。每一解調單元504_1～504_N包含互阻抗放大器、類比至數位轉換器、乘法器及低通濾波器，用來根據載波感應訊號R1～RN及包含相位延遲φ1～φN的同相載波訊號，產生原始觸控訊號A1’～AN’。在處理電路501對原始觸控訊號A1’～AN’進行訊號處理以產生觸控訊號A1～AN後，觸控訊號A1～AN可暫存於輸出緩衝器506中。
請注意，由於同相解調電路504可在進行同相解調程序時，濾除相位延遲φ1～φN的頻率分量，因此原始觸控訊號A1’～AN’僅包含直流訊號分量。在此情況下，解調電路500不須使用運算電路來進行同相解調及正交解調（相當於關閉第2圖的運算電路202的情況），如此雖可提升解調電路500的運算速度，但須增設多工器540及同相載波訊號產生器540_1～540_N。
在第3圖至第5圖的實施例中，訊號處理電路301、401或501另偵測同相感應訊號A1_I～AN_I或原始觸控訊號A1’～AN’是否被異常雜訊所干擾，以產生相位校正指標CAL至相位表303、403或503，其中載波觸控系統10可根據相位校正指標CAL，從常規掃描模式切換至相位校正模式。
第6圖為本發明實施例載波觸控系統10切換操作模式的示意圖。當操作於相位校正模式時，載波感應系統10可掃描幀影像F1、F7、F12、F13及F19；反之，當操作於常規掃描模式時，載波感應系統10可掃描幀影像F2～F6、F8～F11、F14～F18及F20～F23。T為一校正週期，而t為時間。如第6圖所示，在初次開機時，載波觸控系統10執行對第一個幀影像F1相位校正程序，以執行初始化程序。若載波觸控系統10在週期T內的環境條件（例如，溫度、濕度、操作頻率等）不變，則載波觸控系統10可週期性地執行相位校正程序，以更新相位表儲存的相位延遲資訊cos(φ1)～cos(φN)。若載波觸控系統10在週期T內的環境條件改變（例如，跳頻，或在掃描幀影像F11時偵測到異常雜訊），則載波觸控系統10在掃描幀影像12及13時同步執行相位校正程序，並在相位校正程序完成後切換回常規掃描模式。
綜上所述，本發明的載波觸控系統可操作於相位校正模式或常規掃描模式，其中解調電路的電路架構可依據不同操作模式而改變。當操作於相位校正模式時，解調電路係基於最小平方法，對載波感應訊號執行同相解調及正交解調所設計，以得到觸控訊號相位延遲具有最小平方差及最大訊號完整度的估計值。另一方面，當操作於常規校正模式時，解調電路根據儲存在相位表的相位延遲資訊，對載波感應訊號執行同相解調，以得到觸控訊號。如此一來，由於跟正交解調操作的相關元件已被關閉，因此可降低載波觸控系統的整體電源消耗，以達到省電的目的。   以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0013"><TBODY><tr><td> 10 </td><td> 載波觸控系統 </td></tr><tr><td> 100、200、300、400、500 </td><td> 解調電路 </td></tr><tr><td> 101 </td><td> 驅動電路 </td></tr><tr><td> 102 </td><td> 觸控面板 </td></tr><tr><td> T1～TM </td><td> 載波驅動訊號 </td></tr><tr><td> R1～RN </td><td> 載波感應訊號 </td></tr><tr><td> A1～AN </td><td> 觸控訊號 </td></tr><tr><td> φ1～φN </td><td> 相位延遲 </td></tr><tr><td> 201、301 </td><td> 訊號處理電路 </td></tr><tr><td> 202、302、402 </td><td> 運算電路 </td></tr><tr><td> 203、303、403、503 </td><td> 相位表 </td></tr><tr><td> 204、504 </td><td> 正交解調電路 </td></tr><tr><td> 204_1～204_N </td><td> 解調單元 </td></tr><tr><td> 205_I、205_Q </td><td> 載波訊號產生器 </td></tr><tr><td> R1C～RNC </td><td> 補償載波感應訊號 </td></tr><tr><td> R1_I～RN_I </td><td> 同相感應訊號 </td></tr><tr><td> R1_Q～RN_Q </td><td> 正交感應訊號 </td></tr><tr><td> cos(ω<sub>i</sub>t)、sin(ω<sub>i</sub>t) </td><td> 載波訊號 </td></tr><tr><td> 210、212 </td><td> 訊號處理通道 </td></tr><tr><td> 211、214 </td><td> 矩陣運算元 </td></tr><tr><td> 213、216 </td><td> 解碼器 </td></tr><tr><td> A1_I～AN_I </td><td> 同相觸控訊號 </td></tr><tr><td> A1_Q～AN_Q </td><td> 正交觸控訊號 </td></tr><tr><td> 220、221 </td><td> 平方器 </td></tr><tr><td> 222 </td><td> 加法器 </td></tr><tr><td> 224 </td><td> 平方根產生器 </td></tr><tr><td> 225、425 </td><td> 除法器 </td></tr><tr><td> cos(φ1)～cos(φN) </td><td> 相位延遲資訊 </td></tr><tr><td> CAL </td><td> 相位校正指標 </td></tr><tr><td> 304、504 </td><td> 同相解調電路 </td></tr><tr><td> 306、406、506 </td><td> 輸出緩衝器 </td></tr><tr><td> 540 </td><td> 多工器 </td></tr><tr><td> 540_1～540_N </td><td> 同相載波訊號產生器 </td></tr><tr><td><img wi="278" he="32" file="02_image025.jpg" img-format="jpg"></img></td><td> 同相載波訊號 </td></tr><tr><td> A1’～AN’ </td><td> 原始觸控訊號 </td></tr><tr><td> F1～F23 </td><td> 幀影像 </td></tr><tr><td> T </td><td> 校正週期 </td></tr><tr><td> t </td><td> 時間 </td></tr></TBODY></TABLE>
第1圖為本發明實施例一載波觸控系統的功能方塊圖。 第2圖為本發明實施例當第1圖的載波觸控系統操作於相位校正模式時的一解調電路的示意圖。 第3圖至第5圖為本發明實施例當第1圖的載波觸控系統操作於常規掃描模式時的一解調電路的示意圖。 第6圖為本發明實施例第1圖的載波觸控系統切換操作模式的示意圖。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0015"><TBODY><tr><td> 200 </td><td> 解調電路 </td></tr><tr><td> 201 </td><td> 訊號處理電路 </td></tr><tr><td> 202 </td><td> 運算電路 </td></tr><tr><td> 203 </td><td> 相位表 </td></tr><tr><td> 204 </td><td> 正交解調電路 </td></tr><tr><td> 204_1～204_N </td><td> 解調單元 </td></tr><tr><td> 205_I、205_Q </td><td> 載波訊號產生器 </td></tr><tr><td> R1～RN </td><td> 載波感應訊號 </td></tr><tr><td> R1C～RNC </td><td> 補償載波感應訊號 </td></tr><tr><td> R1_I～RN_I </td><td> 同相感應訊號 </td></tr><tr><td> R1_Q～RN_Q </td><td> 正交感應訊號 </td></tr><tr><td> cos(ω<sub>i</sub>t)、sin(ω<sub>i</sub>t) </td><td> 載波訊號 </td></tr><tr><td> 210、212 </td><td> 訊號處理通道 </td></tr><tr><td> 211、214 </td><td> 矩陣運算元 </td></tr><tr><td> 213、216 </td><td> 解碼器 </td></tr><tr><td> A1_I～AN_I </td><td> 同相觸控訊號 </td></tr><tr><td> A1_Q～AN_Q </td><td> 正交觸控訊號 </td></tr><tr><td> 220、221 </td><td> 平方器 </td></tr><tr><td> 222 </td><td> 加法器 </td></tr><tr><td> 224 </td><td> 平方根產生器 </td></tr><tr><td> A1～AN </td><td> 觸控訊號 </td></tr><tr><td> cos(φ1)～cos(φN) </td><td> 相位延遲資訊 </td></tr><tr><td> CAL </td><td> 相位校正指標 </td></tr></TBODY></TABLE>

Claims (17)

  1. 一種載波觸控感應系統，包含有：一驅動電路，用來產生複數個驅動訊號；一觸控面板，耦接於該驅動電路，用來根據該複數個驅動訊號，產生複數個載波感應訊號；以及一解調電路，耦接於該觸控面板；其中當該載波觸控感應系統操作於一相位校正模式時，該解調電路用來對該複數個載波感應訊號進行同相解調及正交解調，以產生並儲存複數個相位延遲資訊；其中當該載波觸控感應系統操作於一常規掃描模式，該解調電路根據該複數個相位延遲資訊，對該複數個載波感應訊號進行同相解調，以產生複數個觸控訊號。
  2. 如請求項1所述的載波觸控感應系統，其中當該載波觸控感應系統操作於該相位校正模式時，該解調電路包含：一正交解調電路，耦接於該觸控面板，用來對該複數個載波感應訊號進行同相解調以及正交解調，以產生複數個同相感應訊號以及複數個正交感應訊號；一訊號處理電路，耦接於該正交解調電路，用來偵測該觸控面板上的一觸控事件，以及根據該複數個同相感應訊號以及該複數個正交感應訊號，以產生複數個同相觸控訊號及複數個正交觸控訊號；一運算電路，耦接於該訊號處理電路，用來根據該複數個同相觸控訊號以及該複數個正交觸控訊號，產生複數個觸控訊號，以及用來根據該複數個同相觸控訊號及該複數個觸控訊號，產生複數個相位延遲資訊；以及 一相位表，耦接於該訊號處理電路及該運算電路，當一相位校正指標指示需進行一相位校正程序時，該相位表用來儲存以及更新該相位延遲資訊。
  3. 如請求項2所述的載波觸控感應系統，其中該訊號處理電路另用來偵測該複數個同相感應訊號是否遭到異常雜訊所干擾，以產生一相位校正指標至該相位表，其中該載波觸控感應系統根據該相位校正指標，從該常規掃描模式切換至該相位校正模式。
  4. 如請求項2所述的載波觸控感應系統，其中該運算電路的一第一轉換方程式表示如下： 其中，X為1至N的正整數，AX為該複數個觸控訊號中的一者，AX_I為該複數個同相觸控訊號中的一者，以及AX_Q為該複數個正交觸控訊號中的一者。
  5. 如請求項4所述的載波觸控感應系統，其中該運算電路的一第二轉換方程式表示如下： 其中cos(φ X)為該複數個相位延遲資訊中的一者。
  6. 如請求項1所述的載波觸控感應系統，其中當該載波觸控感應系統初次開機時，操作於一段時間後，該載波觸控感應系統的操作效能改變時，該載波觸控感應系統的操作頻率改變時，及/或偵測到一異常雜訊時，該 載波觸控感應系統操作於該相位校正模式。
  7. 如請求項1所述的載波觸控感應系統，其中當該載波觸控感應系統操作於該常規掃描模式，該解調電路包含：一同相解調電路，耦接於該觸控面板，用來對該複數個載波感應訊號進行同相解調，以產生複數個同相載波感應訊號；一訊號處理電路，耦接於該同相解調電路，用來偵測該觸控面板上的一觸控事件，以及根據該複數個同相感應訊號，產生複數個同相觸控訊號；一運算電路，耦接於該訊號處理電路，用來根據該複數個同相觸控訊號及複數個相位延遲資訊，產生該複數個觸控訊號；一相位表，耦接於該訊號處理電路以及該運算電路，用來儲存該複數個相位延遲資訊；以及一輸出緩衝器，耦接於該運算電路，用來暫存該複數個觸控訊號。
  8. 如請求項7所述的載波觸控感應系統，其中該訊號處理電路另用來偵測該複數個同相感應訊號是否遭到異常雜訊所干擾，以產生一相位校正指標至該相位表，其中該載波觸控感應系統根據該相位校正指標，從該常規掃描模式切換至該相位校正模式。
  9. 如請求項7所述的載波觸控感應系統，其中該運算電路的一轉換方程式表示如下： 其中，X為1至N的正整數，AX為該複數個觸控訊號中的一者，AX_I為該複 數個同相觸控訊號中的一者，以及cos(φ X)為該複數個相位延遲資訊中的一者。
  10. 如請求項9所述的載波觸控感應系統，其中該運算電路包含一除法器，耦接於該訊號處理電路以及該相位表，用來進行該轉換方程式的相關運算，且該除法器係由硬體電路所實現。
  11. 如請求項1所述的載波觸控感應系統，其中當該載波觸控感應系統操作於該常規掃描模式，該解調電路包含：一同相解調電路，耦接於該觸控面板，用來對該複數個載波感應訊號，進行同相解調，以產生複數個同相載波感應訊號；一訊號處理電路，耦接於該同相解調電路，用來偵測該觸控面板上的一觸控事件，以及根據該複數個同相感應訊號，產生複數個同相觸控訊號；一輸出緩衝器，耦接於該訊號處理電路，用來暫存該複數個同相觸控訊號以及該複數個觸控訊號；一相位表，耦接於該訊號處理電路，用來儲存複數個相位延遲資訊；以及一運算電路，耦接於該輸出緩衝器以及該相位表，用來根據該複數個同相觸控訊號以及該複數個相位延遲資訊，產生該複數個觸控訊號。
  12. 如請求項11所述的載波觸控感應系統，其中該訊號處理電路另用來偵測該複數個同相感應訊號是否遭到異常雜訊所干擾，以產生一相位校正指標至該相位表，其中該載波觸控感應系統根據該相位校正指標，從該常規掃描模式切換至該相位校正模式。
  13. 如請求項11所述的載波觸控感應系統，其中該運算電路的一轉換方程式表示如下： 其中X為1至N的正整數，AX為該複數個觸控訊號中的一者，AX_I為該複數個同相觸控訊號中的一者，以及cos(φ X)為該複數個相位延遲資訊中的一者。
  14. 如請求項13所述的載波觸控感應系統，其中該運算電路包含一除法器，耦接於該訊號處理電路以及該相位表，用來進行該轉換方程式的相關運算，且該除法器係由一軟體程式所實現。
  15. 如請求項1所述的載波觸控感應系統，其中當該載波觸控感應系統操作於該常規掃描模式，該解調電路包含：一相位表，用來儲存複數個相位延遲資訊；一同相解調電路，耦接於該觸控面板以及該相位表，用來根據該複數個載波感應訊號及該複數個相位延遲資訊，產生複數個原始觸控訊號；一訊號處理電路，耦接於該同相解調電路，用來偵測該觸控面板上的一觸控事件，以及根據該複數個原始觸控訊號，產生該複數個觸控訊號；以及一輸出緩衝器，耦接於該訊號處理電路，用來暫存該複數個觸控訊號。
  16. 如請求項15所述的載波觸控感應系統，其中該同相解調電路包含：一多工器，耦接於該相位表，用來接收該複數個相位延遲資訊；複數個同相載波訊號產生器，分別耦接於該多工器，用來根據該複數個相位 延遲資訊，產生包含相位延遲的複數個同相載波訊號；以及複數個解調單元，分別耦接於該複數個同相載波訊號產生器以及該觸控面板，用來根據該複數個載波感應訊號以及包含相位延遲的該複數個同相載波訊號，產生該複數個原始觸控訊號，其中包含相位延遲的該複數個同相載波訊號表示為cos(ω i t+)，ω i為不包含相位延遲的第i個載波訊號，φi為對應於該複數個相位延遲資訊的第i個相位延遲。
  17. 如請求項15所述的載波觸控感應系統，其中該訊號處理電路另用來偵測該複數個原始觸控訊號是否遭到異常雜訊所干擾，以產生一相位校正指標至該相位表，其中該載波觸控感應系統根據該相位校正指標，從該常規掃描模式切換至該相位校正模式。
TW105105360A 2015-10-29 2016-02-24 進行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統 TWI596523B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/925,986 US10037094B2 (en) 2015-10-29 2015-10-29 Carrier touch sensing system capable of performing phase calibration and carrier signal demodulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201715369A TW201715369A (zh) 2017-05-01
TWI596523B true TWI596523B (zh) 2017-08-21

Family

ID=58634724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105105360A TWI596523B (zh) 2015-10-29 2016-02-24 進行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10037094B2 (zh)
CN (1) CN106648197B (zh)
TW (1) TWI596523B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10353518B2 (en) * 2016-10-14 2019-07-16 Synaptics Incorporated Touch controller with signal combining and simultaneous I/Q demodulation
EP3462292B1 (en) * 2017-08-01 2020-12-23 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Method for determining touch position and touch control chip
CN107765913B (zh) * 2017-08-31 2021-01-08 北京集创北方科技股份有限公司 相位补偿方法、装置、存储介质和处理器
WO2019080026A1 (zh) * 2017-10-26 2019-05-02 深圳市汇顶科技股份有限公司 非正交解调模块、触控系统及非正交解调方法
US10572048B2 (en) * 2017-12-21 2020-02-25 Synaptics Incorporated Method and system for measuring a phase baseline estimate of an input device
US11190234B2 (en) 2018-04-27 2021-11-30 Qualcomm Incorporated Opportunistic frequency switching for frame based equipment
CN111902799B (zh) * 2019-03-06 2023-10-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 触摸控制器及相关芯片、触摸控制系统及触摸控制方法
DE112021005309T5 (de) * 2020-10-08 2023-07-20 Alps Alpine Co., Ltd. Kapzitätserfassungsvorrichtung und eingabevorrichtung
US11550434B2 (en) * 2020-10-19 2023-01-10 Synaptics Incorporated Short-term noise suppression
US11481074B1 (en) * 2021-07-30 2022-10-25 Synaptics Incorporated Method and system for quadrature proximity sensing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201122922A (en) * 2009-12-18 2011-07-01 Wacom Co Ltd Pointer detection apparatus and pointer detection method
CN104220967A (zh) * 2012-02-10 2014-12-17 奥特瑞克斯有限公司 数字转换器
CN104484066A (zh) * 2006-06-09 2015-04-01 苹果公司 触摸屏液晶显示器
TW201523406A (zh) * 2013-12-03 2015-06-16 Pixart Imaging Inc 電容觸控系統

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9036650B2 (en) * 2009-09-11 2015-05-19 Apple Inc. Automatic low noise frequency selection
JP5984259B2 (ja) * 2012-09-20 2016-09-06 株式会社ワコム 位置検出装置
JP6042763B2 (ja) * 2012-12-26 2016-12-14 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
KR102111274B1 (ko) * 2013-09-26 2020-05-15 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 시스템과 그 구동 방법
US9639733B2 (en) * 2014-11-25 2017-05-02 Cypress Semiconductor Corporation Methods and sensors for multiphase scanning in the fingerprint and touch applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104484066A (zh) * 2006-06-09 2015-04-01 苹果公司 触摸屏液晶显示器
TW201122922A (en) * 2009-12-18 2011-07-01 Wacom Co Ltd Pointer detection apparatus and pointer detection method
CN104220967A (zh) * 2012-02-10 2014-12-17 奥特瑞克斯有限公司 数字转换器
TW201523406A (zh) * 2013-12-03 2015-06-16 Pixart Imaging Inc 電容觸控系統

Also Published As

Publication number Publication date
US10037094B2 (en) 2018-07-31
CN106648197B (zh) 2020-03-06
US20170123523A1 (en) 2017-05-04
CN106648197A (zh) 2017-05-10
TW201715369A (zh) 2017-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI596523B (zh) 進行相位校正及解調載波訊號的載波觸控系統
EP2613221A2 (en) Fast touch detection in a mutual capacitive touch system
EP2681643B1 (en) Reduction of noise in touch sensors
JP4682673B2 (ja) 電波時計
US8847896B2 (en) Adaptive high dynamic range surface capacitive touchscreen controller
US9182862B2 (en) High noise immunity sensing methods and apparatus for a capacitive touch device
TWI544743B (zh) 高精度之電容式開關
JP2011013996A (ja) タッチパネル及びディスプレイパネル用のドライバ回路
BR102012014922A2 (pt) Dispositivo sensível ao toque de múltiplos toques com detecção capacitiva de múltiplas frequências
TWI512584B (zh) 觸控控制裝置、觸控電子裝置及其觸控感測方法
TWI410838B (zh) 臨界值補償方法
CN113031695B (zh) 控制电路装置、电子设备、控制方法和可读存储介质
JP6914973B2 (ja) 容量検出用の連続時間レシーバの較正
US8008958B2 (en) Electronic device and method of correcting clock signal deviations in an electronic device
KR20240096666A (ko) 다중 주파수 영역 터치 감지
US10175824B2 (en) Interference mitigation and clock dithering for a continuous-time receiver for capacitive sensing
TWI425404B (zh) 電容式觸控板的接近偵測方法及利用電容式觸控板的接近偵測之控制方法
US11899882B2 (en) Quadrature calibration methods for sensor applications
US20220261104A1 (en) Distributed analog display noise suppression circuit
US9766759B2 (en) Mutual capacitance touch sensing device and its sine wave measuring method
TWI571064B (zh) 時域切換之類比至數位轉換器設備與方法
CN107621900B (zh) 包含行或列的双注入电子装置的大尺寸矩阵触摸表面
WO2022188316A1 (zh) 触摸屏显示器的处理电路、数据处理方法和判断触摸事件的方法
CN110554796B (zh) 应用于触控辨识装置的感测模块及其方法
CN118776443A (zh) 一种双频外差干涉仪的数据相位测量方法和装置