TWI620112B

TWI620112B - Touch screen detection method and touch system

Info

Publication number: TWI620112B
Application number: TW106129794A
Authority: TW
Inventors: li-da Zhang
Original assignee: Chipone Technology Beijing Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-04-01
Also published as: TW201913344A

Abstract

一種觸控螢幕檢測方法由一觸控系統所執行，該觸控系統包含一觸控面板及一觸控裝置，該觸控面板包括m個驅動電極，及n個感應電極，其中，m、n皆為正整數，該m個驅動電極與該n個感應電極電連接於該觸控裝置，該觸控螢幕檢測方法為由該觸控裝置發出一掃描信號到該m個驅動電極的其中之一，該掃描信號經由該n個感應電極而輸出n個相位不同的回饋信號，再對每一回饋信號進行解調而得到多個表示一初始相位差的反正切值，並根據每一反正切值產生相對應的一正弦信號，再根據每一正弦信號所對應的每一回饋信號進行解調得到一所對應的觸摸數據。

Description

觸控螢幕檢測方法及觸控系統

本發明是有關於一種檢測方法，特別是指一種互電容式觸控螢幕之檢測方法及觸控系統。

現有的互電容式觸控螢幕常用的檢測，是在複數個驅動電極端施加一弦波激勵信號，由複數個感應電極端接收相對應信號，經由數位調變、解調後得到反應待檢測互電容大小的觸摸資料。

由於弦波激勵信號由該等驅動電極端傳送至該等感應電極端的路徑中時，通常會受到周圍無可避免的環境參數，例如：溫度、濕度、外在電磁場干擾…等的干擾，而產生不同的相位延遲，而為確保信號解調的精準度，必須消除相位延遲，一般，為消除相位延遲所採用信號解調技術為正交振幅解調。

現有的正交振幅解調技術主要是利用一正弦波信號與一餘弦波信號分別進行解調運算；而此方式會使得資料運算量增加，提高動態功耗，因而降低解調速度。

因此，本發明的目的，即在提供一種能減少資料運算量以提升解調速度的觸控螢幕檢測方法。

於是，本發明觸控螢幕檢測方法是由一觸控系統所執行，該觸控系統包含一觸控面板2及一觸控裝置3，該觸控面板2包括m個驅動電極TX，及N個感應電極RX，其中，m、n皆為正整數，該m個驅動電極TX與該n個感應電極RX電連接於該觸控裝置3，該觸控螢幕檢測方法包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)，及一步驟(D)。

該步驟(A)為該觸控裝置3發出一掃描信號到該_m個驅動電極TX的其中之一，該掃描信號經由該n個感應電極RX而輸出_n個相位不同的回饋信號。

該步驟(B)該觸控裝置3對每一回饋信號進行正交解調，而得到每一回饋信號所對應的一表示一初始相位差φ _i的反正切值atan(B/A)。

該步驟(C)為該觸控裝置3根據每一反正切值atan(B/A)以產生每一反正切值所相對應的一正弦信號。

該步驟(D)為該觸控裝置3根據每一正弦信號對每一正弦信號所對應的回饋信號進行解調以得到一所對應的觸摸數據。

本發明的另一目的，即在提供一種能減少資料運算量以提升解調速度的觸控系統。

該觸控系統包含一觸控面板及一觸控裝置。

該觸控面板包括m個驅動電極，及n個感應電極，其中，m、n皆為正整數。

該觸控裝置電連接於該m個驅動電極與該n個感應電極，且發出一掃描信號到該m個驅動電極的其中之一，該掃描信號經由該n個感應電極而輸出n個相位不同的回饋信號，該觸控裝置對每一回饋信號進行正交解調，而得到每一回饋信號所對應的一表示一初始相位差的反正切值，該觸控裝置根據每一反正切值以產生每一反正切值所相對應的正弦信號，該觸控裝置根據每一正弦信號對每一正弦信號所對應的回饋信號進行解調以得到一所對應的觸摸數據。

本發明的功效在於：藉由該反正切值作為起始相位差，僅使用該正弦波產生器進行信號解調，可使資料運算量減少一半從而節省動態功耗而大幅提升解調速度。

A~D‧‧‧解調的步驟

B1~B3‧‧‧弦波產生的子步驟

C1~~C2‧‧‧處理的子步驟

E1~E2‧‧‧判斷的子步驟

2‧‧‧觸控面板

TX‧‧‧驅動電極

RX‧‧‧感應電極

31‧‧‧解調電路

311‧‧‧正弦波產生器

312‧‧‧餘弦波產生器

313‧‧‧儲存器

314‧‧‧相位漂移檢測器

32‧‧‧掃描信號產生器

atan(B/A)‧‧‧反正切值

3‧‧‧觸控裝置

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一流程圖，說明本發明觸控螢幕檢測方法的一實施例；圖2一系統方塊圖，說明一實施本發明觸控螢幕檢測方法的實施例的觸控系統；圖3是一方塊圖，配合圖1說明該發明觸控螢幕檢測方法的實施例的一步驟(B)；圖4是一方塊圖，配合圖1說明該發明觸控螢幕檢測方法的實施例的一步驟(C)；圖5是一流程圖，配合圖1說明該本發明觸控螢幕檢測方法的實施例的一步驟(B)；圖6是一流程圖，配合圖1說明該發明觸控螢幕檢測方法的實施例的一步驟(C)；及圖7是一流程圖，配合圖1說明該發明觸控螢幕檢測方法的實施例的一步驟(E)、(E1)、(E2)。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、圖2，及圖4，本發明觸控螢幕檢測方法的一實施例，由一如圖2所繪示的觸控系統所執行，該觸控系統包含一觸控面板2，及一觸控裝置3，該觸控面板2包括m個驅動電極TX，及n個感應電極RX，其中，m、n皆為正整數。該m個驅動電極TX與該n個感應電極RX電連接於該觸控裝置3，如圖4所繪示的該觸控裝置3包括一解調電路31，及一電連接該正弦波產生器31的掃描信號產生器32。該解調電路31包括一正弦波產生器311、一餘弦波產生器312、一儲存器313，及一電連接該餘弦波產生器312的相位漂移檢測器314。該觸控系統執行該觸控螢幕檢測方法的實施例時，是執行一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)，及一步驟(D)。

該步驟(A)中，該觸控裝置3發出一正弦波掃描信號到該m個驅動電極TX的其中之一，該掃描信號經由該n個感應電極RX，而輸出n個相位不同的回饋信號。

參閱圖1、圖3，及圖5，該步驟(B)中，由該觸控裝置3的該解調電路31對每一回饋信號進行正交解調，而得到每一回饋信號所對應的一表示一初始相位差φ_i(圖未示)的反正切值atan(B/A)，其中，該正交解調技術包含該n個相位不同的回饋信號，首先經由該類比前端電路及類比數位轉換電路進行信號擷取及相關數位信號處理，再由該解調電路31進行信號解調。

步驟(B)還進一步地包括以下一子步驟(B1)、一子步驟(B2)，及一子步驟(B3)之細部流程。

該子步驟(B1)為弦波產生步驟，由該解調電路31的該正弦波產生器311與該餘弦波產生器312根據一預設相位來各自產生相對應的一正弦波信號及一餘弦波信號。

該子步驟(B2)為相位計算步驟：由該解調電路31分別根據該正弦波信號及該餘弦波信號對該每一回饋信號進行運算以分別得到一第一相位A及一第二相位B。

該子步驟(B3)為該反正切值計算步驟，由該解調電路31根據每一回饋信號所對應的該第一相位A及該第二相位B進行反正切運算，而得到該反正切值atan(B/A)，且該解調電路31將該反正切值atan(B/A)儲存。該說明的是，在本實施例中，該反正切值atan(B/A)是由該正弦波產生器311與該餘弦波產生器312透過各自透過一混波器及一累加器將訊號輸入自一反正切值計算器而得之。該反正切值計算器再將其運算所得到的該反正切值atan(B/A)儲存於該儲存器313。

參閱圖1、圖4，及圖6，該步驟(C)103中，由該觸控裝置3根據每一反正切值atan(B/A)以產生每一反正切值所相對應的正弦信號。

步驟(C)103還進一步地包括以下一子步驟(C1)，及一子步驟(C2)之細部流程。

該子步驟(C1)為產生以該反正切值atan(B/A)為初始相位之正弦波信號步驟，由該正弦波產生器311讀取來自該儲存器313的該反正切值atan(B/A)，且根據該反正切值atan(B/A)設為初始相位以產生該正弦波信號。

該子步驟(C2)為關閉餘弦波產生器步驟，由該餘弦波產生器312停止輸出餘弦波信號。關閉餘弦信號的具體作法為：該餘弦波產生器312包括一輸出端、一餘弦波產生單元40及一開關 41。餘弦波產生單元40用以產生該餘弦波信號。開關41電連接該輸出端與該餘弦波產生單元40之間，且受控制於導通與不導通間切換。當對該回饋信號進行解調時，該開關不導通，使來自該餘弦波產生單元40的餘弦波信號不會輸出到該輸出端。

在該步驟(D)中，該觸控裝置3的該解調電路31透過該n個感應電極RX讀取回饋信號，並以步驟(C1)中所運算出的該n個反正切值atan(B/A)為初始相位的正弦信號對所對應的回饋信號實施單路解調而得到所對應的該觸摸數據。

參閱圖1、圖7，在該步驟(D)之後，還有一步驟(E)，為該相位漂移檢測器314每隔一預定時間開啟該餘弦波產生器312，並判斷其相位是否低於一預設門檻值φ_th(圖未示)，需說明的是，該預設門檻值φ_th在正常情況下是趨近於零，代表信號解調沒有相位偏移。

步驟(E)還進一步地包括以下一子步驟(E1)，及一子步驟(E2)之細部流程。

該子步驟(E1)為持續掃描並解調信號步驟，若步驟(E)判斷結果為是，則返回步驟(D)繼續掃描並解調該掃描信號。

該子步驟(E2)為重新執行初始相位擷取步驟，若步驟(E)判斷結果為否，則返回步驟(A)，重新執行掃描並解調該掃描信號求取一初始相位值φ_i，並依序執行後續步驟。

因此，根據該觸控螢幕檢測方法中的步驟(C)關閉該餘弦波產生器及步驟(D)，可實現單路解調而降低資料運算量。

綜上所述，本發明觸控螢幕檢測方法主要是藉由自解調電路從儲存器讀取n個反正切值以作為正弦波產生器與餘弦波產生器的初始相位，再關閉餘弦波產生器，產生以n個反正切值為初始相位的正弦信號，並依此進行單路解調，故可使資料運算量減少一半從而降低動態功耗並大幅提升解調速度，而確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims

一種觸控螢幕檢測方法，由一觸控系統所執行，該觸控系統包含一觸控面板及一觸控裝置，該觸控面板包括m個驅動電極，及n個感應電極，其中，m、n皆為正整數，該m個驅動電極與該n個感應電極電連接於該觸控裝置，該觸控螢幕檢測方法包含以下步驟：(A)該觸控裝置發出一掃描信號到該m個驅動電極的其中之一，該掃描信號經由該n個感應電極而輸出n個相位不同的回饋信號；(B)該觸控裝置對每一回饋信號進行正交解調，而得到每一回饋信號所對應的一表示一初始相位差的反正切值；(C)該觸控裝置根據每一反正切值以產生每一反正切值所相對應的一正弦信號；及(D)該觸控裝置根據每一正弦信號對每一正弦信號所對應的回饋信號進行解調以得到一所對應的觸摸數據。
如請求項1所述的觸控螢幕檢測方法，其中，該觸控裝置包括一解調電路，該步驟(B)包括以下子步驟：(B1)該解調電路根據一預設相位來產生一正弦波信號及一餘弦波信號；(B2)該解調電路分別根據該正弦波信號及該餘弦波信號對該每一回饋信號進行運算以分別得到第一相位A及一第二相位B；(B3)該解調電路根據每一回饋信號所對應的該第一相位A及該第二相位B進行反正切運算，而得到該反正切值，且該解調電路將該反正切值儲存。
如請求項2所述的觸控螢幕檢測方法，其中，該解調電路包括一正弦波產生器、一餘弦波產生器，及一用於儲存該反正切值的儲存器，該步驟(C)包括以下步驟：(C1)該正弦波產生器讀取來自該儲存器的該反正切值，且根據該反正切值設為初始相位以產生該正弦波信號；及(C2)該餘弦波產生器停止輸出餘弦波信號。
如請求項3所述的觸控螢幕檢測方法，在該步驟(D)中，由該觸控裝置的該解調電路透過該n個感應電極讀取回饋信號，並以步驟(C1)中所運算出的該n個反正切值為初始相位的正弦信號對所對應的回饋信號實施單路解調而得到所對應的該觸摸數據。
如請求項3所述的觸控螢幕檢測方法，其中，該解調電路還包括一電連接該餘弦波產生器的相位漂移檢測器，在該步驟(D)後還包含以下步驟：(E)該相位漂移檢測器每隔一預定時間開啟該餘弦波產生器，並判斷其相位是否低於一預設門檻值；(E1)若步驟(E)判斷結果為是，則返回步驟(D)繼續掃描並解調該掃描信號；及(E2)若步驟(E)判斷結果為否，則返回步驟(A)。
一種觸控系統，包含：一觸控面板，包括m個驅動電極，及n個感應電極，其中，m、n皆為正整數；及一觸控裝置，電連接於該m個驅動電極與該n個感應電極，且發出一掃描信號到該m個驅動電極的其中之一，該掃描信號經由該n個感應電極而輸出n個相位不同的回饋信號，該觸控裝置對每一回饋信號進行正交解調，而得到每一回饋信號所對應的一表示一初始相位差的反正切值，該觸控裝置根據每一反正切值以產生每一反正切值所相對應的一正弦信號，該觸控裝置根據每一正弦信號，對每一正弦信號所對應的回饋信號進行解調以得到一所對應的觸摸數據。
如請求項6所述的觸控系統，其中，該觸控裝置包括：一掃描信號產生器，用以產生該掃描信號；及一解調電路，根據一預設相位來產生一正弦波信號及一餘弦波信號；該解調電路分別根據該正弦波信號及該餘弦波信號對該每一回饋信號進行運算以分別得到第一相位及一第二相位；該解調電路根據每一回饋信號所對應的該第一相位及該第二相位進行反正切運算，而得到該反正切值；該解調電路將該反正切值儲存。
如請求項7所述的觸控系統，其中，該解調電路包括：一儲存器，用於儲存該反正切值；一正弦波產生器，讀取來自該儲存器的該反正切值，且根據該反正切值設為初始相位以產生該正弦波信號；及一餘弦波產生器，當對該回饋信號進行解調時，停止輸出該餘弦波信號。
如請求項8所述的觸控系統，其中，該餘弦波產生器包括：一輸出端；一餘弦波產生單元，用以產生該餘弦波信號；一開關，電連接該輸出端與該餘弦波產生單元之間，且受控制於導通與不導通間切換；當對該回饋信號進行解調時，該開關不導通，使來自該餘弦波產生單元的餘弦波信號不會輸出到該輸出端。