TWM620145U

TWM620145U - 觸控面板以及觸控輸入系統

Info

Publication number: TWM620145U
Application number: TW110209230U
Authority: TW
Inventors: 洪家裕
Original assignee: 奕力科技股份有限公司
Priority date: 2021-08-05
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2021-11-21
Also published as: US11609661B2; US20230051460A1

Abstract

一種觸控輸入系統，包含有一觸控面板，用以傳送一上行信號；以及一主動觸控筆，用以解析該上行信號，並根據該上行信號以與該觸控面板同步時序並雙向溝通；其中，該上行信號包含有一前文，用於同步時序；一數位資訊，用於該主動觸控筆和該觸控面板雙向溝通；以及一迴圈冗餘校驗，用來執行一資料錯誤檢測或一錯誤修正。

Description

觸控面板以及觸控輸入系統

本創作有關於一種觸控面板以及觸控輸入系統，尤指一種在有限時間內提升上行信號傳輸量的觸控面板以及觸控輸入系統。

隨著科技進步，觸控感測技術持續改良，其中以觸控筆直接對觸控面板輸入，因其可模仿傳統書寫工具的感覺且容易操作，因而變得流行。

目前以觸控筆操作電容式觸控面板的方式大致上分為主動式觸控及被動式觸控。主動式觸控的輸入方式是以主動觸控筆點觸，然而每次觸控的接觸時間非常短，因此觸控面板與主動觸控筆用來傳輸上行信號的時間非常受限。先前技術為了有效縮短上行信號的佔用時間，大幅縮減上行信號中的資料量，因此犧牲了通訊協定的彈性。或是為了縮短上行信號的佔用時間，將欲傳輸的資料以額外的通訊裝置傳輸，例如使用藍牙裝置，因此也增加了許多成本。在此情形下，如何在有限時間內，提昇觸控面板與主動觸控筆的上行信號的傳輸量便成為業界關注的課題之一。

因此，本創作之主要目的即在於提供一種觸控面板以及觸控輸入系統，以提昇觸控面板與主動觸控筆的上行信號的傳輸量。

本創作提供一種觸控面板包含有：一記憶體；一傳送模組；以及一觸控面板控制器；其中，該觸控面板控制器控制該傳送模組傳送一上行信號以與一主動觸控筆同步時序並雙向溝通，其中該上行信號包含有：一前文，儲存於該記憶體，用於同步時序；一數位資訊，用於該主動觸控筆和該觸控面板雙向溝通；以及一迴圈冗餘校驗，用來執行資料一錯誤檢測或一錯誤修正。

本創作提供一種觸控輸入系統，包含有：一觸控面板，用以傳送一上行信號；以及一主動觸控筆，用以解析該上行信號，並根據該上行信號以與該觸控面板同步時序並雙向溝通；其中，該上行信號包含有：一前文，用於同步時序；一數位資訊，用於該主動觸控筆和該觸控面板雙向溝通；以及一迴圈冗餘校驗，用來執行一資料錯誤檢測或一錯誤修正。

1:觸控輸入系統

2:流程

10:觸控面板

102:記憶體

104:觸控面板控制器

106:傳送模組

20:主動觸控筆

202:主動觸控筆控制器

204:接收模組

第1圖為本創作實施例一觸控輸入系統之示意圖。

第2圖為本創作實施例之觸控面板與主動觸控筆連結方法之流程圖。

第3圖為先前技術中使用最大長度序列碼傳送的一上行信號的示意圖。

第4圖為本創作實施例的上行信號的示意圖。

第5圖為本創作實施例一最大長度序列碼之波形示意圖。

在說明書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。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做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的準則。在通篇說明書及後續的申請專利範圍當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。

請參考第1圖，第1圖為本創作實施例一觸控輸入系統1之示意圖。觸控輸入系統1包含有一觸控面板10以及一主動觸控筆20。觸控面板10包含有一記憶體102、一觸控面板控制器104以及一傳送模組106。主動觸控筆20包含有一主動觸控筆控制器202以及一接收模組204。主動觸控筆20接觸觸控面板10時，觸控面板10與主動觸控筆20會建立連結以同步時序並雙向溝通。需注意的是，觸控輸入系統1僅表示建立連結以同步時序所需之必要元件，其基本架構為本領域所熟知，故不贅述。

關於觸控輸入系統1中觸控面板10與主動觸控筆20連結方法，可歸納為一流程2，如第2圖所示。流程2包含以下步驟：

步驟S200：開始。

步驟S202：觸控面板控制器104控制傳送模組106定時傳送一上行信號。

步驟S204：主動觸控筆控制器202控制接收模組204接收上行信號。

步驟S206：主動觸控筆20解析上行信號以與觸控面板10同步時序並雙向溝通。

步驟S208：結束。

根據流程2，於步驟S202中，觸控面板控制器104必須定時發送一同步信號，主動觸控筆20先根據同步信號與觸控面板10同步時序，才能建立兩者之間的連結。因此，觸控面板控制器104控制傳送模組106傳送上行信號給主動觸控筆20。上行信號包含有一前文(Preamble)、一數位資訊以及一迴圈冗餘校驗(Cycle Redundancy Check，CRC)。其中，前文是用於同步時序的一預定資訊，並儲存於記憶體102中；數位資訊用於主動觸控筆20和觸控面板10雙向溝通；迴圈冗餘校驗用來執行一資料錯誤檢測或一錯誤修正。詳細來說，由觸控面板10所發送的上行信號以直接序列展頻(DSSS,direct-sequence spread spectrum)技術使用複數個虛擬隨機雜訊電碼(PN code,pseudo noise code)來傳送。虛擬隨機雜訊電碼為最大長度序列碼(MLS code,maximum length sequence code)、巴克碼(Barker code)或嵌入式巴克碼(nested Barker code)。

於步驟S204中，主動觸控筆控制器202控制接收模組204接收上行信號。於步驟S206中，主動觸控筆20解析上行信號，根據上行信號中的前文，可以使主動觸控筆20與觸控面板10同步時序，因此可以建立主動觸控筆20與觸控面板10的連結並雙向溝通。

請參考第3圖，第3圖為先前技術中使用最大長度序列碼傳送的一上行信號3的示意圖。上行信號3中的前文包含3位元資料，數位資訊包含25位元資料，迴圈冗餘校驗包含5位元資料。也就是說上行信號3一共包含33位元資料。上行信號3中的每一位元資料使用由31切片(chips)組成的一組最大長度序列碼來傳送。一般而言，每一切片會耗時1微秒(μs)來傳送，也就是一組最大長度序列碼需要31微秒來傳送。在此先前技術中，包含33位元資料的上行信號3將會耗時1023微秒(μs)來傳送。然而，若觸控面板10為一內嵌式(in-cell)觸控面板，顯示功能與觸控功能需分時使用內嵌式觸控面板的一薄膜電極，因此觸控功能所分配到的一響應時間會非常受限。舉例來說，一非晶(Amorphous)內嵌式觸控面板分配給觸控功能的響應時間約為170微秒，以及一低溫多晶矽(low temperature Poly-Silicon,LTPS)內嵌式觸控面板分配給觸控功能的響應時間約為250微秒。而先前技術中的上行信號3會耗時1023微秒，超過了內嵌式觸控面板分配給觸控功能的響應時間170~250微秒，也就是說先前技術中的上行信號3不適合用在內嵌式觸控面板與主動觸控筆的同步時序以及雙向溝通。

為了改善傳送上行信號3會耗時過長的缺點，本創作利用調變複數個位元資料為複數個標誌(symbols)資料，再以直接序列展頻技術使用複數個虛擬隨機雜訊電碼來傳送複數個標誌資料，以解決上述缺點。

詳細來說，請參考第4圖，第4圖為本創作實施例的一上行信號4的示意圖。上行信號4中的前文包含12位元資料，數位資訊包含24位元資料，迴圈冗餘校驗包含4位元資料，也就是說上行信號4一共包含40位元資料。詳細來說，觸控面板控制器104調變前文的12位元資料為3個標誌資料、24位元資料的數位資訊為6個標誌資料，4位元資料的迴圈冗餘校驗為1個標誌資料。換言之，觸控面板控制器104調變每4個位元資料為1個標誌資料。觸控面板控制器104再以直接序列展頻技術使用10個虛擬隨機雜訊電碼來傳送10個標誌資料。詳細來說，上行信號4中的每一標誌資料使用由24切片組成的一組最大長度序列碼來傳送，例如，標誌資料Symbol_3為{1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1}。一般而言，每一切片會耗時1微秒來傳送，也就是一組最大長度序列碼需要24微秒來傳送。在本創作實施例中，包含10個標誌資料的上行信號4將會耗時240微秒來傳送。因此，若觸控面板10為低溫多晶矽內嵌式觸控面板，其分配給觸控功能的響應時間約為250微秒，也就是說本創作實施例中觸控面板控制器104調變並傳送上行信號4的響應時間小於250微秒，因此克服了先前技術中響應時間過長的問題。

舉例來說，請參考下列表1，表1為本創作實施例一組最大長度序列碼傳送1個標誌資料的示意圖，其中1個標誌資料表示4位元資料。表1中的第一行{Data_0,Data_1...,Data_F}為4位元資料的表示符號，第二行為4位元資料相對應的最大長度序列碼。

詳細而言，例如Data_1相對應的最大長度序列碼0x569A99為{-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1}之簡書，其中每一數字表示一個切片(chip)，-1表示低電位以及1表示高電位，Data_1之波形如第5圖所示。

在一實施例中，本創作複數個標誌資料的每一標誌資料互為一低度相關、一零相關或是一高度負相關。舉例來說，標誌資料Data_0相對應的最大長度序列碼0x65AA56為{-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1}以及標誌資料Data_1相對應的最大長度序列碼0x569A99為{-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1}，標誌資料Data_0與標誌資料Data_1的一向量內積為{1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1}，向量內積每一數字的和sum{1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1}為0，因此標誌資料Data_0與標誌資料Data_1為零相關。需注意地，複數個標誌資料的每一標誌資料另可以互為正交的高度負相關。例如，Data_8相對應的最大長度序列碼0x9A55A9為{1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1}，標誌資料Data_0與標誌資料Data_8的一向量內積為{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1}，向量內積每一數字的和sum{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1}為-24，因此標誌資料Data_0與標誌資料Data_8互為正交，也就是高度負相關。

在另一實施例中，請參考下列表2，本創作的一上行信號5中的前文包含12位元資料，數位資訊包含12位元資料，迴圈冗餘校驗包含4位元資料，也就是說上行信號4一共包含28位元資料。詳細來說，觸控面板控制器104調變前文的12位元資料為3個標誌資料、12位元資料的數位資訊為3個標誌資料，4位元資料的迴圈冗餘校驗為1個標誌資料。換言之，觸控面板控制器104調變每4個位元資料為1個標誌資料。觸控面板控制器104再以直接序列展頻技術使用7個虛擬隨機雜訊電碼來傳送7個標誌資料。詳細來說，上行信號4中的每一標誌資料使用由22切片組成的一組最大長度序列碼來傳送，一般而言，每一切片會耗時1微秒來傳送，也就是一組最大長度序列碼需要22微秒來傳送。在本創作實施例中，包含7個標誌資料的上行信號5將會耗時154微秒來傳送。因此，若觸控面板10為非晶內嵌式觸控面板，其分配給觸控功能的響應時間約為170微秒，也就是說本創作實施例中觸控面板控制器104調變並傳送上行信號5的響應時間小於170微秒，因此克服了先前技術中響應時間過長的問題。

在另一實施例中，請參考表2，本創作的一上行信號6中的前文包含12位元資料，數位資訊包含16位元資料，迴圈冗餘校驗包含4位元資料，也就是說上行信號6一共包含32位元資料。詳細來說，觸控面板控制器104調變前文的12位元資料為3個標誌資料、16位元資料的數位資訊為4個標誌資料，4位元資料的迴圈冗餘校驗為1個標誌資料。換言之，觸控面板控制器104調變每4個位元資料為1個標誌資料。觸控面板控制器104再以直接序列展頻技術使用5個由30切片組成的虛擬隨機雜訊電碼來傳送4個數位資訊的標誌資料和1個迴圈冗餘校驗的標誌資料，以及3個由32切片組成的虛擬隨機雜訊電碼來傳送3個前文的標誌資料。一般而言，每一切片會耗時1微秒來傳送在本創作實施例中，包含8個標誌資料的上行信號6將會耗時246微秒來傳送。因此，若觸控面板10為低溫多晶矽內嵌式觸控面板，其分配給觸控功能的響應時間約為246微秒，也就是說本創作實施例中觸控面板控制器104調變並傳送上行信號6的響應時間小於250微秒，因此克服了先前技術中響應時間過長的問題。

更進一步地，請參考表2，本創作的上行信號由複數個切片組成，複數個切片又可分為複數個標誌資料，每一標誌資料包含複數個位元數，上行信號中前文的複數個切片的切片數量與該前文的每一標誌資料包含的位元數量之比值不大於12，上行信號中數位資訊及該迴圈冗餘校驗的複數個切片的切片數量與該數位資訊及該迴圈冗餘校驗的每標誌資料包含的位元數量之比值不大於12。

需注意的是，觸控輸入1係為本創作之實施例，本領域具通常知識者當可依本創作的精神加以結合、修飾或變化以上所述的實施例，而不限於此。上述所有的說明、步驟、及/或流程(包含建議步驟)，可透過硬體、軟體、韌體 (即硬體裝置與電腦指令的組合，硬體裝置中的資料為唯讀軟體資料)、電子系統、或上述裝置的組合等方式實現。硬體可包含類比、數位及混合電路(即微電路、微晶片或矽晶片)。電子系統可包含系統單晶片(system on chip，SoC)、系統封裝(system in package，SiP)、電腦模組(computer on module，CoM)及觸控輸入系統1。本創作之流程步驟與實施例可以程式碼或指令的型態存在而儲存於記憶體102中。記憶體102可為電腦可讀取記錄媒體，記憶體102可包括唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、快閃記憶體(Flash Memory)、隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)、用戶識別模組(Subscriber Identity Module，SIM)、硬碟、軟碟或光碟唯讀記憶體(CD-ROM/DVD-ROM/BD-ROM)，但不以此為限。上述流程及實施例可被編譯成程式代碼或指令並儲存於記憶體102。觸控面板控制器104可用於讀取與執行記憶體102中所儲存的程式碼或指令以實現前述所有步驟與功能。

綜上所述，相較於先前技術中的上行信號會耗時1023微秒，超過了內嵌式觸控面板分配給觸控功能的響應時間170~250微秒。本創作觸控面板控制器調變上行信號的複數個位元資料為複數個標誌資料，再以直接序列展頻技術由複數個切片組成的虛擬隨機雜訊電碼來傳送上行信號，使得本創作實施例中傳送上行信號的響應時間小於170~250微秒，因此克服了先前技術中響應時間過長的問題。