电容触控系统及其选频方法技术方案

提供一种电容触控系统，包含触控面板、多个放大单元、多个噪声抑制滤波器以及控制单元。所述触控面板包含用于形成感应电容的多个驱动电极以及多个感测电极。所述多个放大单元具有高通截止频率。所述多个噪声抑制滤波器具有低通截止频率。所述控制单元用于在扫频期间控制所述高通截止频率及所述低通截止频率以形成等效带通滤波器，并调整所述等效带通滤波器的中心频率对应多个预设驱动频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种互动式输入装置，具体地，涉及一种电容触控系统及其选频方法。
技术介绍
电容触控面板因可提供较佳的用户经验，因此广泛地被应用至各式电子装置，例如应用于显示装置以形成触控式显示装置。例如，图1为公知电容触控系统的方框示意图，其包含电容触控面板91、多个信号产生器92、多个驱动单元93、模拟前端(analog front end)94、数字后端(digital back end)95以及处理单元96。所述电容触控面板91包含彼此相交的多个驱动电极911及多个感测电极912；其中，驱动电极911与感测电极912之间可形成互感电容(mutual capacitance)。信号产生器92中的每一者及驱动单元93中的每一者耦接至驱动电极911以输入驱动信号Sd；所述多个感测电极912通过所述多个驱动电极911与所述多个感测电极912之间的互感电容将从所述驱动信号Sd感应的感测信号Ss输出至所述模拟前端94。所述模拟前端94将所述感测信号Ss转换成数字信号后传送至所述数字后端95以进行后处理。所述数字后端95耦接所述处理单元96，其根据所述数字后端95的后处理结果判断触控位置。由于所述电容触控面板91所输出的触控信号(touch signal)的数值很小，当电容触控面板91应用于液晶显示器时，触控信号很容易受到液晶显示器的栅极驱动信号的干扰，因而降低触控信号的信噪比(SNR)。一般而言，若当前驱动频率下所得到的触控讯号的噪声量过高，可利用所谓的跳频(frequency hopping)程序选择其他驱动频率，所述跳频程序侦测信
噪比较佳的驱动频率，以在触控侦测时利用被选择的驱动频率进行驱动。然而，公知的选频过程中仍需要针对驱动电极中的每一者输入驱动信号并侦测多个帧的触控信号，故无法避免较长选频时间及功率消耗。例如，若以驱动频率200KHZ扫频两个帧为例，在包含20个驱动电极以及每个驱动电极输入32个周期的驱动波形的条件下，仅侦测单一驱动频率则需花费(32周期×20频道/200KHZ)×2帧＝6.4毫秒，而此期间可能让使用者感受到操作中断。若需要连续侦测多个驱动频率，则需花费更多时间并消耗更高功率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种可缩短扫频期间及降低扫频期间的功率消耗的电容触控系统及其选频方法。本专利技术提供一种电容触控系统及其选频方法，其在扫频期间无须输入驱动波形即可选择适当的驱动频率，藉以降低扫频期间的功率消耗。本专利技术提供一种电容触控系统，包含触控面板、驱动单元、多个放大单元、多个滤波器以及扫频控制单元。所述触控面板包含多个驱动电极及多个感测电极用于形成感应电容。所述驱动单元耦接所述多个驱动电极中的一者，用于在驱动期间以多个预设驱动频率中的一者输出驱动信号并在扫频期间不输出所述驱动信号至所耦接的所述驱动电极。所述多个放大单元分别耦接所述多个感测电极，用于放大所耦接的所述感测电极输出的侦测信号，并具有高通截止频率。所述多个滤波器分别耦接所述多个放大单元，用于输出放大滤波后侦测信号，并具有低通截止频率。所述扫频控制单元，用于在所述扫频期间控制所述高通截止频率及所述低通截止频率以形成等效带通滤波器，并调整所述等效带通滤波器的中心频率对应所述多个预设驱动频率。本专利技术还提供一种电容触控系统的选频方法，其中所述电容触控系统包
含触控面板、分别耦接所述触控面板的多个感测电极的多个放大单元以及分别耦接所述多个放大单元的多个滤波器。所述选频方法包含下列步骤：以当前驱动频率的驱动信号驱动所述触控面板，以使所述多个滤波器分别输出放大滤波后侦测信号；当所述放大滤波后侦测信号的信噪比小于阈值时，进入扫频期间；在所述扫频期间停止驱动所述触控面板；控制所述多个放大单元的高通截止频率及所述多个滤波器的低通截止频率以形成等效带通滤波器；以及调整所述等效带通滤波器的中心频率对应多个预设驱动频率。本专利技术还提供一种电容触控系统的选频方法，其中所述电容触控系统包含驱动单元、触控面板、分别耦接所述触控面板的多个感测电极的多个放大单元以及分别耦接所述多个放大单元的多个滤波器。所述选频方法包含扫频期间，所述扫频期间中所述驱动单元不输出任何驱动信号至所述触控面板，所述多个放大单元与所述多个滤波器用于形成等效带通滤波器以输出放大滤波后背景信号，并根据调整所述等效带通滤波器的中心频率所得的所述放大滤波后背景信号决定选定驱动频率。本专利技术还提供一种读取电路，用于耦接触控面板并读取所述触控面板输出的多个侦测信号。所述读取电路包含多个放大单元、多个滤波器及扫频控制单元。所述多个放大单元耦接所述触控面板，用于放大所述触控面板输出的所述多个侦测信号，并具有高通截止频率。所述多个滤波器分别耦接所述多个放大单元，用于输出放大滤波后侦测信号，并具有低通截止频率。所述扫频控制单元用于控制所述高通截止频率及所述低通截止频率以形成等效带通滤波器，并调整所述等效带通滤波器的中心频率分别对应所述触控面板的多个预设驱动频率的至少一部分预设驱动频率。本专利技术某些实施例的电容触控系统及选频方法中，所述多个放大单元用作为高通滤波器并具有高通截止频率且所述多个滤波器用作为低通滤波器并具有低通截止频率。所述控制单元用于在扫频期间控制所述高通截止频率
及所述低通截止频率以形成等效带通滤波器、调整所述等效带通滤波器的一中心频率对应多个预设驱动频率并选择所述多个预设驱动频率相关的放大滤波后背景信号中能量值最小者，藉以决定选定驱动频率。为了让本专利技术说明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本专利技术中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先述明。附图说明图1为公知电容触控系统的方框示意图。图2为本专利技术一实施例的电容触控系统的方框示意图。图3为本专利技术另一实施例的电容触控系统的方框示意图。图4为本专利技术一实施例的电容触控系统的模拟前端的示意图。图5为本专利技术一实施例的电容触控系统的选频方法的示意图。图6为本专利技术一实施例的电容触控系统的选频方法的流程图。具体实施方式请参照图2所示，其为本专利技术一实施例的电容触控系统的方框示意图。所述电容触控系统1包含多个驱动单元11、触控面板12、模拟前端13、模拟数字转换(ADC)电路14以及数字后端15。某些实施例中，所述模拟数字转换电路14可包含于所述模拟前端13内。所述模拟前端13用于对所述触控面板12输出的模拟信号进行前处理。接着，前处理过的模拟信号由所述模拟数字转换电路14转换为数字信号以供所述数字后端15进行后处理。所述前处理例如包括对模拟信号进行放大(amplification)、降频(downconversion)、累积(accumulation)以及滤波(filtering)等，但并不以此为限。所述后处理例如包括根据所述数字信号判断相对所述
触控面板12的触控位置和/或触控位置变化(例如位移量)，并判断所述数字信号的噪声量等，但并不以此为限。所述触控面板12例如为电容触控面板，其包含多个驱动电极121以及多个感测电极122用于形成感应电容(inductive capacitance)；其中，所述感应电容可为自感电容(self capacitance)或互感电容(mutu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容触控系统，包含：触控面板，所述触控面板包含用于形成感应电容的多个驱动电极及多个感测电极；驱动单元，所述驱动单元耦接所述多个驱动电极中的一者，用于在驱动期间以多个预设驱动频率中的一者输出驱动信号并在扫频期间不输出所述驱动信号至所耦接的所述驱动电极；多个放大单元，所述多个放大单元分别耦接所述多个感测电极，用于放大所耦接的所述感测电极输出的侦测信号，并具有高通截止频率；多个滤波器，所述多个滤波器分别耦接所述多个放大单元，用于输出放大滤波后侦测信号，并具有低通截止频率；以及扫频控制单元，用于在所述扫频期间控制所述高通截止频率及所述低通截止频率以形成等效带通滤波器，并调整所述等效带通滤波器的中心频率对应所述多个预设驱动频率。

【技术特征摘要】
2014.11.12 US 14/538,9641.一种电容触控系统，包含：触控面板，所述触控面板包含用于形成感应电容的多个驱动电极及多个感测电极；驱动单元，所述驱动单元耦接所述多个驱动电极中的一者，用于在驱动期间以多个预设驱动频率中的一者输出驱动信号并在扫频期间不输出所述驱动信号至所耦接的所述驱动电极；多个放大单元，所述多个放大单元分别耦接所述多个感测电极，用于放大所耦接的所述感测电极输出的侦测信号，并具有高通截止频率；多个滤波器，所述多个滤波器分别耦接所述多个放大单元，用于输出放大滤波后侦测信号，并具有低通截止频率；以及扫频控制单元，用于在所述扫频期间控制所述高通截止频率及所述低通截止频率以形成等效带通滤波器，并调整所述等效带通滤波器的中心频率对应所述多个预设驱动频率。2.根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述扫频控制单元在所述扫频期间依序调整所述等效带通滤波器的所述中心频率相等于所述多个预设驱动频率中的每一者。3.根据权利要求2所述的电容触控系统，其中所述扫频控制单元还根据所有与所述多个预设驱动频率相关的所述多个放大滤波后侦测信号中能量值最小的放大滤波后侦测信号决定选定驱动频率。4.根据权利要求3所述的电容触控系统，其中所述能量值为所述扫频期间中至少一部分所述多个滤波器输出的所述放大滤波后侦测信号的能量和。5.根据权利要求1所述的电容触控系统，其中当所述驱动单元在所述驱动期间以当前驱动频率输出所述驱动信号所求得的所述放大滤波后侦测信号的信噪比小于阈值时，进入所述扫频期间。6.根据权利要求5所述的电容触控系统，其中所述扫频控制单元在所述扫频期间用于：依序调整所述等效带通滤波器的所述中心频率相等于所述多个预设驱动频率中除所述当前驱动频率及所述当前驱动频率的相邻驱动频率以外的剩余预设驱动频率，以及根据与所述多个剩余预设驱动频率相关的所述多个放大滤波后侦测信号中能量值最小的放大滤波后侦测信号决定选定驱动频率。7.根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述扫频控制单元位于模拟前端或位于数字后端。8.一种电容触控系统的选频方法，所述电容触控系统包含触控面板、分别耦接所述触控面板的多个感测电极的多个放大单元以及分别耦接所述多个放大单元的多个滤波器，所述选频方法包含：以当前驱动频率的驱动信号驱动所述触控面板，以使所述多个滤波器分别输出放大滤波后侦测信号；当所述放大滤波后侦测信号的信噪比小于阈值时，进入扫频期间；在所述扫频期间停止驱动所述触控面板；控制所述多个放大单元的高通截止频率及所述多个滤波器的低通截止频率以形成等效带通滤波器；以及调整所述等效带通滤波器的中心频率对应多个预设驱动频率。9.根据权利要求8所述的选频方法，其中在所述扫频期间依序调整所述等效带通滤波器的所述中心频率相等于所述多个预设驱动频率中的每一者。10.根据权利要求9所述的选频方法，所述方法还包含：读取所述多个滤波器输出的放大滤波后背景信号；以及选择所有与所述多个预设驱动频率相关的所述多个放大滤波后背景信号中能量值最小的放大滤波后背景信号。11.根据权利要求10所述的选频方法，其中所述能量值为所述扫频期间中至少一部分所述多个滤波器输出的所述多个放大滤波后背景信号的能量和。12.根据权利要求8所述的选频方法，其中在所述扫频期间依序调整所述等效带通滤波器的所述中心频率相等于所述多个预设驱动频率中除所述当前驱动频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：林炜绩，
申请(专利权)人：原相科技槟城有限公司，
类型：发明
国别省市：马来西亚;MY