TWI655561B - 主動式手寫筆、觸控感測器以及用於主動式手寫筆與觸控感測器的訊號傳輸和感測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種主動式手寫筆、觸控感測器以及訊號傳輸和感測方法。該主動式手寫筆包含有：一積體電路及一傳送電路。該積體電路包含有：一第一調變器、一第二調變器及一混頻器。該第一調變器係用於以一第一頻率調變一第一訊號以產生一第一調頻訊號；該第二調變器係用於以一第二頻率調變一第二訊號以產生一第二調頻訊號；該混頻器係耦接於該第一調變器和該第二調變器，並且用於混合該第一調頻訊號和該第二調頻訊號，以產生具有該第一頻率和該第二頻率的一混合訊號；該傳送電路係耦接於該積體電路，並且用於將該混合訊號傳送到該觸控感測器。

Description

主動式手寫筆、觸控感測器以及用於主動式手寫筆與觸控感測器的訊號傳輸和感測方法
本發明係有關於一種主動式手寫筆、觸控感測器以及訊號傳輸和感測方法，尤指一種能夠同時傳送和獲取多個不同種類的資訊的主動式手寫筆、觸控感測器以及訊號傳輸和感測方法。
在一個內嵌電容式觸控螢幕顯示面板中，一VCOM層係被切割成具有相同尺寸的多個傳感器，用於觸控檢測和螢幕顯示，因此，該VCOM層的觸控檢測功能和螢幕顯示更新功能無法同時執行。換句話說，該VCOM層只能在特定的時間段內執行觸控檢測功能。請參考圖第1圖，第1圖所繪示的係為用於該VCOM層的一觸控訊號TP_EN的簡化波形圖。如第1圖所示，該VCOM層在DD間隔中執行螢幕顯示更新功能，並且在TP間隔中執行觸控檢測功能。然而，傳統的主動式手寫筆會在不同時間輸出具有不同資訊的訊號，因此該VCOM層無法在不同時間接收具有不同資訊的所有訊號。請參考第2圖，第2圖所繪示的係為由主動式手寫筆輸出的訊號的簡化波形圖。如第2圖所示，具有不同資訊的訊號在不同的時間點輸出，而因為該VCOM層只能在特定時間段內執行觸控檢測功能，所以該VCOM層無法完全接收所有各種不同的訊號。
有鑑於此，本發明之目的之一在於提供一種能夠同時傳送和獲取多個不同種類的資訊的一主動式手寫筆、一觸控感測器以及訊號傳輸和感測方法，以解決上述問題。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種用於一觸控感測器的主動式手寫筆，其包含有：一積體電路以及一傳送電路。該積體電路包含有：一第一調變器、一第二調變器以及一混頻器。該第一調變器係用於以一第一頻率調變一第一訊號以產生一第一調頻訊號；該第二調變器係用於以一第二頻率調變一第二訊號以產生一第二調頻訊號；該混頻器係耦接於該第一調變器和該第二調變器，並且用於混合該第一調頻訊號和該第二調頻訊號，以產生具有該第一頻率和該第二頻率的一混合訊號；該傳送電路係耦接於該積體電路，並且用於將該混合訊號傳送到該觸控感測器。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種用於一主動式手寫筆的觸控感測器，其包含有：一感測電路以及一積體電路。該感測電路係用於感測來自該主動式手寫筆的一混合訊號；該積體電路係耦接於該感測電路，並且包含有：一第一解調器、一第二解調器以及一處理電路。該第一解調器係用於以一第一頻率解調該混合訊號以產生一第一頻率解調訊號；該第二解調器係用於以一第二頻率解調該混合訊號以產生一第二頻率解調訊號；該處理電路係耦接於該第一解調器和該第二解調器，並且用於處理該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號，以獲得由該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號所攜帶的資訊。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種用於主動式手寫筆和觸控感測器的訊號傳輸和感測方法，其包含有：以一第一頻率調變一第一訊號以產生一第一調頻訊號；以一第二頻率調變一第二訊號以產生一第二調頻訊號；混合該第一調頻訊號和該第二調頻訊號，以產生具有該第一頻率和該第二頻率的一混合訊號；將該混合訊號傳送到該觸控感測器；感測來自該主動式手寫筆的該混合訊號；以一第一頻率解調該混合訊號以產生一第一頻率解調訊號；以一第二頻率解調該混合訊號以產生一第二頻率解調訊號；以及處理該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號，以獲得由該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號所攜帶的資訊。
綜上所述，本發明的主動式手寫筆、觸控感測器以及訊號傳輸和感測方法能夠同時傳送和獲取多個不同種類的資訊，並且解決在訊號傳輸中遺漏資訊的問題。
在本說明書以及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件，而所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件，本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則，在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含有」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含有但不限定於」，此外，「耦接」一詞在此係包含有任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可以直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第3圖，第3圖所繪示的係為依據本發明之一實施例的一主動式手寫筆100以及一觸控感測器200的簡化方塊示意圖，其中觸控感測器200可為一觸控面板中的內嵌式觸控驅動器顯示積體電路。如第3圖所示，主動式手寫筆100包含有：一積體電路110以及一傳送電路112。積體電路110包含有：一第一調變器114、一第二調變器116、一第三調變器118、一第四調變器120、一第五調變器122以及一混頻器124。第一調變器114係用於以一第一頻率f1調變一第一訊號C1以產生一第一調頻訊號；第二調變器116係用於以一第二頻率f2調變一第二訊號C2以產生一第二調頻訊號；第三調變器118係用於以一第三頻率f3調變一第三訊號C3以產生一第三調頻訊號；第四調變器120係用於以一第四頻率f4調變一第四訊號C4以產生一第四調頻訊號；第五調變器122係用於以一第五頻率f5調變一第五訊號C5以產生一第五調頻訊號。混頻器124係耦接於第一調變器114、第二調變器116、第三調變器118、第四調變器120以及第五調變器122，並且用於混合該第一調頻訊號、該第二調頻訊號、第三調頻訊號、第四調頻訊號以及第五調頻訊號，以產生具有第一頻率f1、第二頻率f2、第三頻率f3、第四頻率f4以及第五頻率f5的一混合訊號。傳送電路112係耦接於積體電路110，並且用於將該混合訊號傳送到觸控感測器200，其中傳送電路112可以是一射頻（RF）電路。
觸控感測器200包含有：一感測電路210以及一積體電路212，並且感測電路210用於感測來自主動式手寫筆100的該混合訊號。積體電路212係耦接於感測電路210，並且包含有：一解調器213、一第一解調器214、一第二解調器216，一第三解調器218、一第四解調器220、一第五解調器222以及一處理電路230。解調器213用於以頻率f0解調該混合訊號以產生頻率解調訊號。第一解調器214用於以第一頻率f1解調該混合訊號以產生第一頻率解調訊號。第二解調器216用於以第二頻率f2解調該混合訊號以產生第二頻率解調訊號。第三解調器218用於以第三頻率f3解調該混合訊號以產生第三頻率解調訊號。第四解調器220用於以第四頻率f4解調該混合訊號以產生第四頻率解調訊號。第五解調器220用於以第五頻率f5解調該混合訊號以產生第五頻率解調訊號。處理電路230係耦接於解調器213、第一解調器214、第二解調器216、第三解調器218、第四解調器220以及第五解調器222，並用於處理該頻率解調訊號、該第一頻率解調訊號、該第二頻率解調訊號、該第三頻率解調訊號、該第四頻率解調訊號以及該第五頻率解調訊號，以獲得由該頻率解調訊號、該第一頻率解調訊號、該第二頻率解調訊號、該第三頻率解調訊號、該第四頻率解調訊號和該第五頻率解調訊號所攜帶的資訊。
例如，請參照第4圖。第4圖所繪示的係為第一頻率f1、第二頻率f2、第三頻率f3、第四頻率f4和第五頻率f5的相位和振幅的簡化示意圖。如第4圖所示，該第一調頻訊號攜帶由第一頻率f1的第一相位和第一振幅定義的資訊，並且該第一調頻訊號攜帶的資訊可以是關於主動式手寫筆100的位置和移動路徑的信標資訊。該第二調頻訊號攜帶由第二頻率f2的第二相位和第二振幅定義的資訊，並且由該第二調頻訊號攜帶的資訊可以是關於主動式手寫筆100的第一壓力的第一壓力資訊。該第三調頻訊號攜帶由第三頻率f3的第三相位和第三振幅定義的資訊，並且由該第三調頻訊號攜帶的資訊可以是關於主動式手寫筆100的第二壓力的第二壓力資訊。該第四調頻訊號攜帶由第四頻率f4的第四相位和第四振幅定義的資訊，以及由該第四調頻訊號攜帶的資訊可以是關於主動式手寫筆100的第一狀態的第一數位資訊。該第五調頻訊號攜帶由第五頻率f5的第五相位和第五振幅定義的資訊，並且由該第五調頻訊號攜帶的資訊可以是關於主動式手寫筆100的第二狀態的第二數位資訊。混合器124係混合該第一調頻訊號、該第二調頻訊號、該第三調頻訊號、該第四調頻訊號以及該第五調頻訊號，以產生具有第一頻率f1、第二頻率f2、第三頻率f3、第四頻率f4和第五頻率f5的混合訊號。傳送電路112係不斷地將該混合訊號傳送到觸控感測器200，因此本發明可以同時傳送多個不同種類的資訊。
接著，感測電路210會感測來自主動式手寫筆100的該混合訊號，並且解調器213、第一解調器214、第二解調器216、第三解調器218、第四解調器220和第五解調器222會解調該混合訊號以分別產生該頻率解調訊號、該第一頻率解調訊號、該第二頻率解調訊號、該第三頻率解調訊號、該第四頻率解調訊號和該第五頻率解調訊號。頻率解調訊號攜帶由頻率f0的相位和振幅定義的資訊（例如，小區內觸控驅動器顯示IC的電容器感測頻率），並且由頻率解調訊號攜帶的資訊可以是觸控的位置資訊面板。該第一頻率解調訊號攜帶由第一頻率f1的第一相位f1和第一振幅定義的資訊，並且由該第一調頻訊號攜帶的資訊可以是關於主動式手寫筆100的位置和移動路徑的信標資訊。該第二頻率解調訊號攜帶由第二頻率f2的第二相位和第二振幅定義的資訊，並且由該第二頻率解調訊號攜帶的資訊是關於主動式手寫筆100的第一壓力的第一壓力資訊。該第三頻率解調訊號攜帶由第三頻率f3的第三相位和第三振幅定義的資訊，並且由該第三頻率解調訊號攜帶的資訊是關於主動式手寫筆100的第二壓力的第二壓力資訊。該第四頻率解調訊號攜帶由第四頻率f4的第四相位和第四振幅定義的資訊，並且由該第四頻率解調訊號攜帶的資訊是關於主動式手寫筆100的第一狀態的第一數字資訊。該第五頻率解調訊號攜帶由第五頻率f5的第五頻率和第五振幅定義的資訊，並且由該第五頻率解調訊號攜帶的資訊是關於主動式手寫筆100的第二狀態的第二數字資訊。感測電路210感測來自主動式手寫筆100的混合訊號，並且處理電路230處理五個頻率解調訊號，因此本發明可以根據第一頻率f1、第二頻率f2、第三頻率f3、第四頻率f4和第五頻率f5的相位和振幅同時獲得多個不同種類的資訊。此外，在此請注意，上述的實施例僅作為本發明的舉例說明，而不是本發明的限制條件，舉例來說，主動式手寫筆100中的調變器之數量以及觸控感測器200中的解調器之數量都可以根據不同的設計要求加以改變。
請參考第5A-5B圖。第5A-5B圖所繪示的係為用於本發明上述實施例中的主動式手寫筆以及觸控感測器的訊號傳輸和感測方法的流程示意圖。假如大體上可以得到相同的結果，則流程中的步驟不一定需要照第8圖所示的順序來執行，也不一定需要是連續的，也就是說，這些步驟之間係可以插入其他的步驟。本發明之訊號傳輸和感測方法包含有下列步驟：
步驟300：以一第一頻率調變一第一訊號以產生一第一調頻訊號。
步驟302：以一第二頻率調變一第二訊號以產生一第二調頻訊號。
步驟304：以一第三頻率調變一第三訊號以產生一第三調頻訊號。
步驟306：以一第四頻率調變一第四訊號以產生一第四調頻訊號。
步驟308：以一第五頻率調變一第五訊號以產生一第五調頻訊號。
步驟310：混合該第一調頻訊號、該第二調頻訊號、該第三調頻訊號、該第四調頻訊號和該第五調頻訊號，以產生具有該第一頻率、該第二頻率、該第三頻率、該第四頻率和該第五頻率的一混合訊號。
步驟312：將該混合訊號傳送到該觸控感測器。
步驟314：感測來自該主動式手寫筆的該混合訊號。
步驟316：以一第一頻率解調該混合訊號以產生一第一頻率解調訊號。
步驟318：以一第二頻率解調該混合訊號以產生一第二頻率解調訊號。
步驟320：以一第三頻率解調該混合訊號以產生一第三頻率解調訊號。
步驟322：以一第四頻率解調該混合訊號以產生一第四頻率解調訊號。
步驟324：以一第五頻率解調該混合訊號以產生一第五頻率解調訊號。
步驟326：處理該第一頻率解調訊號、該第二頻率解調訊號、該第三頻率解調訊號、該第四頻率解調訊號和該第五頻率解調訊號，以獲得由該第一頻率解調訊號、該第二頻率解調訊號、該第三頻率解調訊號、該第四頻率解調訊號和該第五頻率解調訊號所攜帶的資訊。
綜上所述，本發明的主動式手寫筆、觸控感測器以及訊號傳輸和感測方法能夠同時傳送和獲取多個不同種類的資訊，並且解決在訊號傳輸中遺漏資訊的問題。 以上該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。
100：主動式手寫筆 110：積體電路 112：傳送電路 114：第一調變器 116：第二調變器 118：第三調變器 120：第四調變器 122：第五調變器 124：混頻器 200：觸控感測器 210：感測電路 212：積體電路 213：解調器 214：第一解調器 216：第二解調器 218：第三解調器 220：第四解調器 222：第五解調器 230：處理電路
第1圖所繪示的係為用於該VCOM層的一觸控訊號TP_EN的簡化波形圖。 第2圖所繪示的係為由主動式手寫筆輸出的訊號的簡化波形圖。 第3圖所繪示的係為依據本發明之一實施例的一主動式手寫筆以及一觸控感測器的簡化方塊示意圖。 第4圖所繪示的係為第一頻率f1、第二頻率f2、第三頻率f3、第四頻率f4和第五頻率f5的相位和振幅的簡化示意圖。 第5A-5B圖所繪示的係為用於本發明的主動式手寫筆以及觸控感測器的訊號傳輸和感測方法的流程示意圖。

Claims (20)

  1. 一種用於一觸控感測器的主動式手寫筆，包含有： 一積體電路，包含有： 一第一調變器，用於以一第一頻率調變一第一訊號以產生一第一調頻訊號； 一第二調變器，用於以一第二頻率調變一第二訊號以產生一第二調頻訊號；以及 一混頻器，耦接於該第一調變器和該第二調變器，用於混合該第一調頻訊號和該第二調頻訊號，以產生具有該第一頻率和該第二頻率的一混合訊號；以及 一傳送電路，耦接於該積體電路，用於將該混合訊號傳送到該觸控感測器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式手寫筆，其中該第一調頻訊號攜帶由該第一頻率的一第一相位和一第一振幅所定義的資訊，並且該第二調頻訊號攜帶由該第二頻率的一第二相位和一第二振幅所定義的資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之主動式手寫筆，其中該第一訊號攜帶一信標(beacon)資訊，並且該第二訊號攜帶一壓力資訊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之主動式手寫筆，其中該積體電路另包含一第三調變器，用於以一第三頻率調變一第三訊號以產生一第三調頻訊號；以及該混頻器進一步混合該第三調頻訊號以產生具有該第一頻率、該第二頻率以及該第三頻率的一混合訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之主動式手寫筆，其中該第三調頻訊號攜帶由該第三頻率的一第三相位和一第三振幅所定義的資訊。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之主動式手寫筆，其中該第三訊號攜帶一數位資訊。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之主動式手寫筆，其中該觸控感測器係為一觸控面板中的內嵌式觸控驅動器顯示積體電路。
  8. 一種用於一主動式手寫筆的觸控感測器，包含有： 一感測電路，用於感測來自該主動式手寫筆的一混合訊號；以及 一積體電路，耦接於該感測電路，包含有： 一第一解調器，用於以一第一頻率解調該混合訊號以產生一第一頻率解調訊號； 一第二解調器，用於以一第二頻率解調該混合訊號以產生一第二頻率解調訊號；以及 一處理電路，耦接於該第一解調器和該第二解調器，用於處理該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號，以獲得由該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號所攜帶的資訊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感測器，其中該第一頻率解調訊號攜帶由該第一頻率的一第一相位和一第一振幅所定義的資訊，並且該第二調頻訊號攜帶由該第二頻率的一第二相位和一第二振幅所定義的資訊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感測器，其中該處理電路處理該第一頻率解調訊號以獲得一信標資訊，以及處理該第二頻率解調訊號以獲得一壓力資訊。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感測器，其中該積體電路另包含一第三解調器，用於以一第三頻率解調該混合訊號以產生一第三頻率解調訊號；以及該處理電路進一步處理該第三頻率解調訊號以獲得由該第三頻率解調訊號攜帶的資訊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控感測器，其中該第三頻率解調訊號攜帶由該第三頻率的一第三相位和一第三振幅所定義的資訊。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之觸控感測器，其中該處理電路處理該第三頻率解調訊號以獲得一數位資訊。
  14. 一種用於主動式手寫筆和觸控感測器的訊號傳輸和感測方法，包含有： 以一第一頻率調變一第一訊號以產生一第一調頻訊號； 以一第二頻率調變一第二訊號以產生一第二調頻訊號； 混合該第一調頻訊號和該第二調頻訊號，以產生具有該第一頻率和該第二頻率的一混合訊號； 將該混合訊號傳送到該觸控感測器； 感測來自該主動式手寫筆的該混合訊號； 以一第一頻率解調該混合訊號以產生一第一頻率解調訊號； 以一第二頻率解調該混合訊號以產生一第二頻率解調訊號；以及 處理該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號，以獲得由該第一頻率解調訊號和該第二頻率解調訊號所攜帶的資訊。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之訊號傳輸和感測方法，其中該第一調頻訊號和該第一頻率解調訊號攜帶由該第一頻率的一第一相位和一第一振幅所定義的資訊，並且該第二調頻訊號和該第二頻率解調訊號攜帶由該第二頻率的一第二相位和一第二振幅所定義的資訊。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之訊號傳輸和感測方法，其中該第一訊號攜帶一信標資訊，並且該第二訊號攜帶一壓力資訊，以及該處理電路處理該第一頻率解調訊號以獲得該信標資訊，並且處理該第二訊號頻率解調訊號以獲得該壓力資訊。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之訊號傳輸和感測方法，另包含有： 以一第三頻率調變一第三訊號以產生一第三調頻訊號； 以一第三頻率解調該混合訊號以產生一第三頻率解調訊號；以及 處理該第三頻率解調訊號以獲得由該第三頻率解調訊號攜帶的資訊； 其中混合該第一調頻訊號和該第二調頻訊號以產生具有該第一頻率和該第二頻率的該混合訊號之步驟另包含有： 混合該第三調頻訊號以產生具有該第一頻率、該第二頻率和該第三頻率的該混合訊號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之訊號傳輸和感測方法，其中該第三調頻訊號和該第三頻率解調訊號攜帶由該第三頻率的一第三相位和一第三振幅所定義的資訊。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之主動式手寫筆，其中該第三訊號攜帶一數位資訊，並且該處理電路處理該第三頻率解調訊號以獲得該數位資訊。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之訊號傳輸和感測方法，其中該觸控感測器係為一觸控面板中的內嵌式觸控驅動器顯示積體電路。
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