[发明专利]触摸感测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明是有关于触摸感测，且特别是有关于一种低噪声且可实行多点触摸感测之触摸感测装置。

背景技术

触摸面板是利用感测阵列来检测由手指、触笔之类物品所列之触摸的位置与强度。图1是显示具有感测阵列10之一般触摸感测装置1（例如触摸面板）的示意图。该感测阵列10包括一群纵向导电轨以及一群横向导电轨排行成X-Y坐标的列与行，或者排行成极坐标样态，在各个交点有感测元件（未图示）。举例而言，感测元件一般实施为电阻器或是电容器。控制单元12经由复用器16传送驱动信号以驱动感测阵列10的行i。被驱动的行i之各列的感测信号是经过复用器14而由控制单元12依序或同时检测以判定触摸位置与强度。通过检查感测信号的值，可得知触摸位置与强度。举例而言，假设一行有十六个节点（亦即，各行与十六列相交），对于一特定行的十六个节点的感测信号的信号值为（0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 3, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0），这表示第七个节点有较强的触摸。然而，感测元件对噪声相当敏感。因此，感测信号的值容易受到影响以致难以精确地区分触摸位置并判断触摸强度。

如今触摸面板等触摸感测装置已广泛使用于各种应用并涉及许多复杂的功能性操作，像是无线通讯等。因此，触摸面板可能受到各种噪声影响，诸如1/f噪声、白色噪声、电力噪声、50/60赫兹噪声、微波（例如红外线、蓝芽等）噪声、背光噪声等等。各种噪声分散在不同的波段。图2显示各种噪声以及信号如何与此等噪声耦合。上方的图显示诸如1/f噪声23、60赫兹噪声25、区域噪声27以及白色高斯噪声29等各种噪声的分布。直流信号是由一黑色箭头21表示。中间的图显示理想的感测信号。下方的图显示耦合噪声之感测信号。一般而言，高频噪声可利用低通滤波器加以滤除。然而，如果吾人尝试利用低截止频率的低通滤波器滤除较低波段的噪声以抽取直流项（亦即所要的信号），此滤波器的响应时间会相当慢。举例而言，如果使用10赫兹之截止频率来滤除60赫兹噪声，则响应时间将延迟0.1秒。此种延迟会导致触摸面板操作不便。

在现有调制/解调技术中，可利用频率为f1的载波调制一电压或电流驱动信号以驱动感测阵列的列与行。而后从感测阵列取得的感测信号是以频率为f2的解调信号加以解调。如此，可产生频率为(f1+f2)以及(f1-f2)的信号。如果低通滤波器具有低于(f1+f2)/2之截止频率，则可将高频成份滤除，而取得低频成份。当f1=f2，则该低频成份即为直流项，也就是所要的感测信号。触摸事件可从直流项得知。直流项的变化是对应肇因于触摸的电容值或电阻值变化。然而，用于调制驱动信号的载波必须选在低噪声的波段。如果载波是在高噪声的波段，则感测信号的信号噪声比（Signal Noise Racial, SNR）将会劣化。因此，载波（亦即调制信号）必须选在低噪声波段。为了知道何个波段具有最低的噪声，需要扫描并检查所有的波段，如此会增加硬体与时间的成本。

传统上，触摸面板一次只能抽取感测阵列的一个节点（一列与一行的交点）的信息。当触摸面板的面积很大时，感测阵列具有相当大数量的列与行。因此，在感测阵列中可能有数千个节点。要扫描一帧图框，必须进列数千次测量，以致反应时间很长。故需要能够迅速有效扫描感测阵列的技术以检查是否有触摸事件发生于触摸面板。

发明内容

本发明之一目的在于提供一种可将噪声干扰分散于不同频率的触摸感测装置。本发明之另一目的是提供一种能以有效方式实行多点触摸感测之触摸感测装置。

根据本发明之一特点，触摸感测装置包括一感测阵列，具有相互交错的多列与多行以定义多个节点；一调制信号产生器，用以提供调制信号；一信号源，从调制信号产生器接收调制信号以提供调制驱动信号来驱动感测阵列的一行；以及一解调器，接收从感测阵列的一列测量到的感测信号，并以调制信号产生器所提供的调制信号来解调感测信号以抽取一节点的触摸信息，所述节点为被驱动的行与被测量的列之交点。调制信号产生器可为提供伪随机噪声（Pseudo Noise, PN）码的PN码产生器，或是提供诸如方波或正弦波等周期波的周期波产生器。