TWI540485B - 觸控裝置、觸控控制器及雜訊偵測方法 - Google Patents

Description

觸控裝置、觸控控制器及雜訊偵測方法

本發明是有關於一種電子裝置及其控制器，且特別是有關於一種觸控裝置及其觸控控制器。

在通訊系統中，雜訊偵測的方法很多。大致來說，可分為預先評估與事後統計兩種方法。所謂預先評估雜訊的方式就是在信號傳輸前，先評估所藉以傳輸的訊號通道是否存在雜訊。惟預先評估雜訊是否存在必需花費額外的時間，造成信號傳輸率下降。在觸控裝置中，預先評估雜訊是否存在會造成觸控控制器報點率(report-rate)下降。所謂事後統計雜訊的方式則是在接收到傳輸來的資料後，再來分析所接收的資料是否存在雜訊。惟在事後統計雜訊的方法中，觸控控制器處理資料的速度要夠快，必須快於資料傳輸端傳送資料的速度，才不會造成觸控控制器報點率下降。另外，利用事後統計的方式來偵測雜訊，還要考慮誤報率的問題。若誤報率要低，則統計方法要好。但這表示觸控控制器用 以處理資料的電路會較複雜。或者，會造成觸控控制器報點率下降。

另一方面，目前採取多重掃描的觸控裝置，一般採取反矩陣運算(inverse matrix operation)來取得原始資料(raw data)的解答。此種做法只是將雜訊均勻分散到各個解答之中，並沒有實際消除系統雜訊。因此，若有很大的雜訊訊號出現時，此種做法還是只能將此雜訊訊號均勻分散到各個解答之中，並無法更有效率的來消除雜訊。換句話說，習知的多重掃描的觸控系統一般僅採取反矩陣運算來取得原始資料的解答，無雜訊偵測能力，也無雜訊更正能力。

本發明提供一種觸控裝置及其觸控控制器，可迅速的估算雜訊訊號，也可最佳化估算結果。

本發明的一種觸控控制器，用以驅動一觸控面板。觸控面板包括多條驅動線及多條感測線。感測線電性連接至驅動線。觸控控制器包括一驅動電路以及一控制電路。驅動電路在一第一時間區間內，用以傳遞多個第一驅動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多個第一感測訊號。驅動電路在一第二時間區間內，用以傳遞多個第二驅動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多個第二感測訊號。控制電路在第一時間區間內，用以接收第一感測訊號，計算第一感測訊號來得到多個第一總和訊號。控制電路在第二時 間區間內，用以接收第二感測訊號，計算第二感測訊號來得到至少一第二總和訊號。控制電路用以利用至少一第二總和訊號來取代第一總和訊號中的一部份或全部，以讓重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的一組合之訊號值的總和小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和。

本發明的一種觸控裝置包括一觸控面板以及一觸控控制器。觸控面板包括多條驅動線及多條感測線。感測線電性連接至驅動線。觸控控制器用以驅動觸控面板。觸控控制器包括一驅動電路以及一控制電路。驅動電路在一第一時間區間內，用以傳遞多個第一驅動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多個第一感測訊號。驅動電路在一第二時間區間內，用以傳遞多個第二驅動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多個第二感測訊號。控制電路在第一時間區間內，用以接收第一感測訊號，計算第一感測訊號來得到多個第一總和訊號。控制電路在第二時間區間內，用以接收第二感測訊號，計算第二感測訊號來得到至少一第二總和訊號。控制電路用以利用至少一第二總和訊號來取代第一總和訊號中的一部份或全部，以讓重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的一組合之訊號值的總和小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和。

本發明的一種觸控面板的雜訊偵測方法。觸控面板包括多條驅動線及多條感測線。感測線電性連接至驅動線。雜訊偵測方法包括如下步驟。在多個不同的時間區間內，分別傳遞多組驅 動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多組感測訊號。在不同的時間區間內，分別接收多組感測訊號，計算多組感測訊號來得到多組總和訊號。在此，多組總和訊號其中之一組包括多個第一總和訊號，且多組總和訊號其中之另一組包括至少一第二總和訊號。利用至少一第二總和訊號來取代第一總和訊號中的一部份或全部，以獲得重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的一組合。計算重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的組合之訊號值，以獲得其訊號值的總和。在此，重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的一組合之訊號值的總和小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和。

在本發明的一實施例中，上述重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的組合的訊號值之總和是重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的所有組合之中的訊號值之總和最小的。

在本發明的一實施例中，上述控制電路用以從至少一第二總和訊號中選擇一至多個第二總和訊號來取代第一總和訊號中的一部份，以獲得重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的組合。

在本發明的一實施例中，上述未被取代的第一總和訊號對應一部份的感測線。用來取代第一總和訊號的至少一第二總和訊號對應其餘部份的感測線。

在本發明的一實施例中，上述未被取代的第一總和訊號 的數量及用來取代第一總和訊號的至少一第二總和訊號的數量之總和等於全部感測線的數量。

在本發明的一實施例中，上述的控制電路用以從至少一第二總和訊號中選擇全部的第二總和訊號來取代所有的第一總和訊號，以獲得重組後的至少一第二總和訊號及第一總和訊號的組合。

在本發明的一實施例中，上述用來取代第一總和訊號的至少一第二總和訊號對應全部的感測線。

在本發明的一實施例中，上述用來取代第一總和訊號的至少一第二總和訊號的數量等於全部感測線的數量。

在本發明的一實施例中，上述未被取代的第一總和訊號的數量大於、小於或等於用來取代第一總和訊號的至少一第二總和訊號的數量。

在本發明的一實施例中，上述的第一時間區間的時間長度大於、小於或等於第二時間區間的時間長度。

在本發明的一實施例中，上述各第一驅動訊號具有一第一極性圖案及一第二極性圖案。在第一時間區間內，各第一驅動訊號的第一極性圖案及第二極性圖案之一運算實質上為零。各第二驅動訊號具有第一極性圖案及第二極性圖案。在第二時間區間內，各第二驅動訊號的第一極性圖案及第二極性圖案之運算實質上為零。

基於上述，本揭露的觸控裝置及其觸控控制器，利用第 二總和訊號來取代第一總和訊號中的一部份或全部，除了可迅速且正確的估算雜訊總和之外，也可最佳化估算結果。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧觸控裝置

110‧‧‧觸控控制器

112‧‧‧驅動電路

113‧‧‧驅動區塊

114‧‧‧控制電路

115‧‧‧控制區塊

117‧‧‧儲存區塊

120‧‧‧觸控面板

122‧‧‧物件

302、304、306‧‧‧區域

X1、X2、X3、Xi、Xn‧‧‧感測訊號

Y1、Y2、Y3、Yj、Ym‧‧‧驅動訊號

TX_1、TX_2、TX_3、TX_J、TX_M‧‧‧驅動線

RX_1、RX_2、RX_3、RX_I、RX_N‧‧‧感測線

D1、D2、D3、Dj、Dm‧‧‧輸出放大器

ADC1、ADC2、ADC3、ADCi、ADCn‧‧‧類比數位轉換器

Vnlcm‧‧‧顯示模組雜訊

Vncg‧‧‧充電雜訊

C11、C12、C13、C14、C21、C22、C23、C24、C31、C32、C33、C34、C41、C42、C43、C44‧‧‧電容值

Chg‧‧‧電容變化

TS1、TS2、TSi、TSn‧‧‧子區間

RX Sum_1、RX Sum_2、RX Sum_i、RX Sum_n‧‧‧總和訊號

TX Sum_1、TX Sum_2、TX Sum_J、TX Sum_M‧‧‧驅動訊號 的總和

S600、S610、S620‧‧‧雜訊偵測方法的步驟

圖1繪示本發明一範例實施例之觸控裝置的概要示意圖。

圖2繪示圖1的觸控面板的部份概要示意圖。

圖3繪示圖1的觸控面板被驅動時其資料分布的概要示意圖。

圖4繪示本發明一範例實施例之驅動訊號的波形。

圖5繪示本發明另一範例實施例之驅動訊號的波形。

圖6繪示本發明一實施例之雜訊偵測及結果最佳化方法。

圖1繪示本發明一範例實施例之觸控裝置的概要示意圖。請參考圖1，本實施例之觸控裝置100包括觸控控制器110及觸控面板120。觸控面板120包括多條驅動線TX_1至TX_M及多條感測線RX_1至RX_N，用以感測觸控面板120上的觸控手勢。觸控控制器110包括驅動電路112及控制電路114。其中，M、N為大於1的正整數。驅動電路112用以在一特定時間長度的時間區間(time period)內，傳遞多個驅動訊號Y1至Ym到驅動線TX_1 至TX_M，以驅動感測線RX_1至RX_N來產生多個感測訊號X1至Xn。其中，m、n為大於1的正整數。控制電路114用以接收感測訊號X1至Xn，以計算感測訊號X1至Xn的訊號值來得到多個總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n(如公式(1)所標示者)。其中，i為大於等於1，小於等於n的正整數。舉例而言，在特定時間長度的時間區間內，控制電路114例如接收感測線RX_1所傳遞的感測訊號X1，並計算感測訊號X1的訊號值之總和，以得到感測線RX_1在特定時間長度的時間區間內的總和訊號RX Sum_1。在本實施例中，其餘感測線RX2至RX_N在同一時間區間內的總和訊號RX Sum_2至RX Sum_n的取得方式可依此類推，在此不再贅述。

在本範例實施例中，驅動電路112包括驅動區塊113以及設置於其輸出端的輸出放大器D1至Dm。輸出放大器D1至Dm用以增加驅動訊號Y1至Ym的驅動能力，並且將驅動訊號Y1至Ym傳遞到驅動線TX_1至TX_M。在本範例實施例中，控制電路114包括控制區塊115以及設置於其輸入端的類比數位轉換器ADC1至ADCn。類比數位轉換器ADC1至ADCn用以接收感測線RX_1至RX_N所傳遞之類比形式的感測訊號X1至Xn，並且將類比形式的感測訊號X1至Xn轉換為數位形式的感測訊號X1至Xn後，傳遞給控制區塊115進行處理。控制區塊115用以分別計算感測訊號X1至Xn的訊號值之總和，以得到感測線RX_1至RX_N在特定時間長度的時間區間內的總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n。在本範例實施例中，控制區塊115包括一儲存區塊117， 用以儲存數位形式的感測訊號X1至Xn，以及儲存經訊號處理後所得的總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n。

圖2繪示圖1的觸控面板的部份概要示意圖。請參考圖1及圖2，圖2僅繪示4個驅動線TX_1至TX_4及4個感測線RX_1至RX_4用以例示說明，其數量並不用以限定本發明。在本範例實施例中，觸控面板120例如是一電容式觸控面板，利用互電容(mutual capacitance)原則來決定觸控手勢的觸碰資訊，例如觸控手勢在觸控面板120上的發生位置。如圖2所示，感測線RX_1至RX_4用以感測觸控面板120上的訊號值，其來源可能有二：其一，例如是因觸控手勢在驅動線TX_1至TX_4及感測線RX_1至RX_4之間的觸碰點所產生的電容值及其雜訊，兩者的總和位於各觸碰點的量值分別以電容值C11至C44來表示；其二，例如是觸控面板120受外界影響而產生的其他雜訊訊號，包括顯示模組雜訊(liquid crystal module noise)Vnlcm及充電雜訊(charger noise)Vncg。顯示模組雜訊Vnlcm係起因於與觸控面板120整合的顯示模組(未繪示)受驅動時所產生的雜訊。充電雜訊Vncg係起因於與觸控面板120接觸的物件122(例如手指或觸控筆)和接地端形成一充放電路徑，從而產生電容變化Chg帶來雜訊。顯示模組雜訊Vnlcm及充電雜訊Vncg都是屬於受外界影響而產生的雜訊訊號，有可能導致觸控控制器110誤判觸控手勢在觸控面板120上的發生位置。因此，迅速且正確的估算觸控裝置100中觸控面板120受外界影響而產生的雜訊有其必要性。

圖3繪示圖1的觸控面板120被驅動時其資料分布的概要示意圖。請參考圖3，橫軸代表時間區間，其時序由左而右增加，縱軸代表觸控面板120的驅動方向，由上而下依序由驅動線TX_1掃描至驅動線TX_M。在本範例實施例中，時間區間包括多個子區間(time slots)TS1至TSn。在區域306中，對應圖1的觸控面板120上驅動線TX_1至TX_M及感測線RX_1至RX_N的交點處所標示資料Cji+Nji代表因觸控手勢產生的電容值Cji和觸控面板120受外界影響而產生的雜訊Nji之總和，其中j是從1到M的正整數，i是從1到n的正整數，M、n為大於1的正整數。雜訊Nji例如包括顯示模組雜訊Vnlcm及充電雜訊Vncg。在區域304中，對應圖1的感測線RX_1至RX_N的位置所標示的總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n代表在此時間區間內，控制區塊115分別計算感測訊號X1至Xn的訊號值所獲得的總和。也就是說，總和訊號RX Sum_i代表在此時間區間的子區間TSi內，感測線RX_I從各驅動線TX_1至TX_M所取得的資料總和。其中I是從1到N的正整數。舉例而言，總和訊號RX Sum_1代表在時間區間的子區間TS1內C11+N11至CM1+NM1的總和。總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n可以用底下公式來表示：

其中，RX Sum_i代表總和訊號，Cji代表因觸控手勢產生的電容值，Nji代表觸控面板120受外界影響而產生的雜訊。其 中j是從1到M的正整數，i是從1到n的正整數，M、n為大於1的正整數。

在本範例實施例中，各驅動訊號Y1至Ym具有一第一極性圖案及一第二極性圖案。在此時間區間內，各驅動訊號Y1至Ym的第一極性圖案及第二極性圖案之運算實質上為零。在此例中，各驅動訊號Y1至Ym的第一極性圖案及第二極性圖案之運算例如是求其總和。也就是說，在區域302中，對應圖1的驅動線TX_1至TX_M的位置所標示的各驅動訊號的總和TX Sum_1至TX Sum_M分別為零，代表在此時間區間內，各驅動訊號Y1至Ym的第一極性圖案及第二極性圖案之總和實質上為零。

舉例而言，以4個驅動訊號Y1至Y4為例，在本範例實施例中，在包括2個子區間TS1、TS2的時間區間內，各驅動訊號Y1至Y4的極性分布狀態如下表1所示：

在上表1中，「1」表示驅動訊號Y1至Y4在對應的子區間內具有第一極性圖案，「-1」表示驅動訊號Y1至Y4在對應的子區間內具有第二極性圖案。因此，在驅動線TX_1的欄中，在包括兩個子區間TS1、TS2的時間區間經過後，其驅動訊號Y1的第一極性圖案及第二極性圖案之總和實質上為零。驅動線TX_2至驅動 線TX_4的驅動訊號Y2至Y4的極性分布狀態可依此類推。

以弦波形式的驅動訊號Y1至Y4為例，圖4繪示本發明一範例實施例之驅動訊號的波形，包括第一極性圖案「1」的驅動訊號以及包括第二極性圖案「-1」的驅動訊號，兩者之總和實質上為零。另外，本發明的驅動訊號之波形並不限於弦波形式，也可以是方波形式。以方波形式的驅動訊號為例，圖5繪示本發明另一範例實施例之驅動訊號的波形，包括第一極性圖案「1」的驅動訊號以及包括第二極性圖案「-1」的驅動訊號，兩者之總和實質上為零。應注意的是，以「1」、「-1」及方波、弦波來表示各驅動訊號Y1至Ym的第一極性圖案及第二極性圖案僅用以例示說明，本發明並不限於此。

本發明的各驅動訊號Y1至Y4的極性分布圖案也不限於如上表1所示。以4個驅動訊號Y1至Y4為例，在本範例實施例中，在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間內，各驅動訊號Y1至Y4的極性分布狀態如下表2所示：

在此例中，各驅動訊號Y1至Y4在包括4個子區間TS1 至TS4的時間區間經過後，其第一極性圖案及第二極性圖案之總和實質上分別為零。

本發明的各驅動訊號Y1至Y4的極性分布圖案也不限於如上表1及表2所示。表3例示本發明另一範例實施例的各驅動訊號的極性分布狀態：

在此例中，各驅動訊號Y1至Y4在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間經過後，其第一極性圖案及第二極性圖案之總和實質上分別為零。以驅動線TX_1欄為例，驅動訊號Y1在同一子區間內具有兩種極性圖案。例如，驅動訊號Y1在子區間TS1內同時具有兩種極性圖案「1」、「-1」。在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間經過後，驅動訊號Y1的第一極性圖案及第二極性圖案之總和實質上為零，即[(-1)+1+1+1]+[1+(-1)+(-1)+(-1)]=0。驅動線TX_2至TX_4的驅動訊號Y2至Y4的極性分布狀態可依此 類推。在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間經過後，驅動訊號Y2至Y4的第一極性圖案及第二極性圖案之總和也是實質上為零。

本發明的各驅動訊號Y1至Y4的極性分布圖案也不限於如上表1至表3所示。表4例示本發明另一範例實施例的各驅動訊號的極性分布狀態：

在此例中，各驅動訊號Y1至Y4在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間經過後，其第一極性圖案及第二極性圖案之運算實質上分別為零。在此例中，各驅動訊號Y1至Y4的第一極性圖案及第二極性圖案之運算例如是求其差值。以驅動線TX_1欄為例，驅動訊號Y1在同一子區間內具有兩種極性圖案。例如，驅動訊號Y1在子區間TS1內具有極性圖案「-1」、「-1」。在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間經過後，驅動訊號Y1的第一極性 圖案及第二極性圖案之運算實質上為零，即[(-1)+1+1+1]-[(-1)+1+1+1]=0。驅動線TX_2至驅動線TX_4的驅動訊號Y2至Y4的極性分布狀態可依此類推。在包括4個子區間TS1至TS4的時間區間經過後，驅動訊號Y2至Y4的第一極性圖案及第二極性圖案之運算也是實質上為零。

前述表1至表4雖然僅以4個驅動線、4個驅動訊號以及包括特定數量子區間的時間區間來例示說明，但本發明並不限於此。M個驅動線、m個驅動訊號在特定時間長度的時間區間內的極性分布狀態及其運算方式、功效可由表1至表4實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

請再參考圖1、圖3。在圖1之範例實施例中，至少搭配前述表1至表4實施例所揭露的驅動概念，控制電路114分別計算在特定時間長度的時間區間內感測訊號X1至Xn的訊號值之總和，可獲得總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n。接著，控制電路114再計算總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n，以獲得總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n的總和NF，即NF=RX Sum_1+RX。控制電路114計算總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n所獲得的總和NF即代表觸控面板120受外界影響而產生的雜訊。因此，利用本揭露所提出的雜訊偵測方法，可迅速且正確的估算觸控裝置100中觸控面板120受外界影響而產生的雜訊。之後，控制電路114會將總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n傳遞到下一級電路(未繪示)進行適當的訊號處理(例如反矩陣運算)，以獲得決定觸控手勢的觸碰資訊的原始資料(raw data)。

本揭露所提出的雜訊偵測方法可搭配訊號選擇的概念，除了可迅速且正確的估算雜訊總和NF之外，也可有效降低雜訊總和NF。具體而言，觸控控制器110可在不同的時間區間重複執行本揭露的雜訊偵測方法，以獲得多組總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n。並且，觸控控制器110再從多組總和訊號中選擇並計算對應感測線RX_1至RX_N的總和訊號RX Sum_1至RX Sum_n，以獲得較小的雜訊總和NF。

舉例而言，在第一時間區間內，觸控控制器110執行第一次雜訊偵測方法。此際，驅動電路112分別傳遞多個第一驅動訊號Y11至Y1m到驅動線TX_1至TX_M，以驅動感測線RX_1至RX_N產生多個第一感測訊號X11至X1n。接著，控制電路114接收第一感測訊號X11至X1n，並計算第一感測訊號X11至X1n來得到第一組總和訊號。此第一組總和訊號例如包括多個第一總和訊號RX Sum_11至RX Sum_1n，分別對應感測線RX_1至RX_N。

接著，在第二時間區間內，觸控控制器110執行第二次雜訊偵測方法。驅動電路112傳遞多個第二驅動訊號Y21至Y2m到驅動線TX_1至TX_M，以驅動感測線RX_1至RX_N產生多個第二感測訊號X21至X2n。接著，控制電路114接收第二感測訊 號X21至X2n，並計算第二感測訊號X21至X2n來得到第二組總和訊號。此第二組總和訊號例如包括多個第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2n，分別對應感測線RX_1至RX_N。在本範例實施例中，第一時間區間的時間長度可大於、小於或等於第二時間區間的時間長度。

繼之，控制電路114從第一總和訊號RX Sum_11至RX Sum_1n中選擇一至多個第一總和訊號。在本實施例中，控制電路114例如對應感測線RX_2至RX_N，選擇(n-1)個第一總和訊號RX Sum_12至RX Sum_1n。接著，控制電路114再從第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2n中選擇一至多個第二總和訊號。在本實施例中，控制電路114例如對應感測線RX_1僅選擇一個第二總和訊號RX Sum_21，用來取代第一總和訊號RX Sum_11。經控制電路114的選擇，所選擇的第一總和訊號RX Sum_12至RX Sum_1n的訊號值及所選擇的第二總和訊號RX Sum_21的訊號值之總和NF2小於在第一時間區間內控制電路114所得到的第一總和訊號RX Sum_11至RX Sum_1n的訊號值的總和NF1。

換句話說，在本範例實施例中，控制電路114從多組總和訊號中，對應感測線RX_1至RX_N選擇並計算第二總和訊號RX Sum_21及第一總和訊號RX Sum_12至RX Sum_1n之組合，以獲得相較於雜訊總和NF1較小的雜訊總和NF2。在本範例實施例中，控制電路114可用以計算所選擇的第一總和訊號RX Sum_12至RX Sum_1n的訊號值及所選擇的第二總和訊號RX Sum_21的訊 號值，以獲得兩者的總和NF2。控制電路114也可用以計算在第一時間區間內所得到的第一總和訊號RX Sum_11至RX Sum_1n的訊號值，以獲得其總和NF1。在其他實施例中。訊號值之總和NF1、NF2的計算也可由控制電路114的下一級電路來計算。

在本範例實施例中，所選擇的第一總和訊號RX Sum_12至RX Sum_1n對應至少一部份感測線RX_2至RX_n，所選擇的第二總和訊號RX Sum_21對應其餘部分的感測線RX_1。此外，在本範例實施例中，所選擇的第一總和訊號RX Sum_12至RX Sum_1n的數量為(n-1)個，所選擇的第二總和訊號RX Sum_21的數量為1個，兩者的數量總和等於全部感測線RX_1至RX_n的數量總和n。

在本範例實施例中，控制電路114選擇第一總和訊號或第二總和訊號方式例如是比較至少部份感測線RX_1至RX_N中的同一條感測線的第一總和訊號的訊號值及第二總和訊號的訊號值的大小，並選擇兩者之中較小者。以感測線RX_1為例，控制電路114比較第一總和訊號RX Sum_11的訊號值及第二總和訊號RX Sum_21的訊號值的大小。在此例中，控制電路114例如選擇訊號值較小的第二總和訊號RX Sum_21來取代訊號值較大的第一總和訊號RX Sum_11，以經計算來獲得較小的雜訊總和NF2。

在本範例實施例中，控制電路114從多個第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2n中僅選擇一個第二總和訊號，但其數量並不用以限定本發明。在其他實施例中，控制電路114可以選擇 一部分數量的第二總和訊號，或者選擇全部數量的第二總和訊號來取代部分或全部的第一總和訊號，以獲得較小的雜訊總和NF2。也就是說，依據不同的實施範例，控制電路114所選擇的第一總和訊號的數量可以大於、小於或等於所選擇的第二總和訊號的數量。在本範例實施例中，是以控制電路114所選擇的第一總和訊號的數量是大於所選擇的第二總和訊號的數量，惟本發明並不加以限制。

在本範例實施例中，觸控控制器110在執行第二次雜訊偵測方法時，會完整取得所有的第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2n，表示此例的第一時間區間的時間長度等於第二時間區間的時間長度，惟本發明並不限於此。在其他實施例中，依據實際應用需求，觸控控制器110在執行第二次雜訊偵測方法時，不一定要完整取得所有的第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2n，以加速雜訊偵測方法的進行。換言之，此例的第一時間區間的時間長度大於第二時間區間的時間長度。舉例而言，請參考圖3，觸控控制器110在第一時間區間內執行第一次雜訊偵測方法時，第一時間區間例如包括n個子區間TS1至TSn的時間長度，以讓控制電路114取得n個第一總和訊號RX Sum_11至RX Sum_1n。接著，觸控控制器110在第二時間區間內執行第二次雜訊偵測方法時，第二時間區間例如包括數量少於n個的子區間TS1至TSi的時間長度。在此例中，控制電路114可取得i個第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2i，並從此i個第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2i 中選擇訊號值較小的第二總和訊號RX Sum_21來取代訊號值較大的第一總和訊號RX Sum_11，以獲得較小的雜訊總和NF2。在一實施例中，第二時間區間也可僅包括一個子區間TS1的時間長度。在此例中，控制電路114在取得第二總和訊號RX Sum_21之後，即可比較第二總和訊號RX Sum_21和第一總和訊號RX Sum_11的大小。若第二總和訊號RX Sum_21較小，則取代訊號值較大的第一總和訊號RX Sum_11，以獲得較小的雜訊總和NF2。

在本範例實施例中，經控制電路114的選擇，訊號值之總和NF2小於訊號值的總和NF1，但本發明並不限於此。在其他實施例中，經控制電路114的選擇，也可以是讓所選擇的第一總和訊號的訊號值及所選擇的第二總和訊號的訊號值之總和NF2是在第一時間區間內所得到的第一總和訊號RX Sum_11至RX Sum_1n和在第二時間區間內所得到的第二總和訊號RX Sum_21至RX Sum_2n的可能的組合之中訊號值的總和最小的。也就是說，所選擇的第一總和訊號的訊號值及所選擇的第二總和訊號的訊號值之總和是任選至少一部分的第一總和訊號的訊號值及任選至少一部分的第二總和訊號的訊號值的總和之中最小的。

在本範例實施例中，為了迅速且正確的估算觸控裝置100中觸控面板120受外界影響而產生的雜訊，即估算訊號值的總和NF1或NF2，各第一驅動訊號Y11至Y1m以及各第二驅動訊號Y21至Y2m分別具有第一極性圖案及第二極性圖案。在第一時間區間內，各第一驅動訊號Y11至Y1m的第一極性圖案及第二極性 圖案之運算實質上為零。在第二時間區間內，各第二驅動訊號Y21至Y2m的第一極性圖案及第二極性圖案之運算實質上為零。

底下以圖1及圖2為例，說明本揭露所提出的雜訊偵測方法以及訊號選擇的概念。

舉例而言，驅動電路112在第一時間區間內驅動感測線RX_1至RX_4產生多個第一感測訊號X11至X14。驅動電路114在第一時間區間內計算第一感測訊號X11至X14來得到多個第一總和訊號A、B、C、D，分別對應感測線RX_1至RX_4。第一總和訊號A、B、C、D的訊號值之總和NF3，即NF3=A+B+C+D，代表觸控控制器110在執行第一次雜訊偵測方法後，所估算而得的雜訊值。接著，驅動電路112在第二時間區間內驅動感測線RX_1至RX_4產生多個第二感測訊號X21至X24。驅動電路114在第二時間區間內計算第二感測訊號X21至X24來得到多個第二總和訊號A’、B’、C’、D’，分別對應感測線RX_1至RX_4。第二總和訊號A’、B’、C’、D’的訊號值之總和NF4，即NF4=A’+B’+C’+D’，代表觸控控制器110在執行第二次雜訊偵測方法後，所估算而得的雜訊值。

在本範例實施例中，控制電路114利用至少一第二總和訊號A’、B’、C’、D’來取代第一總和訊號A、B、C、D中的一部份或全部，以讓重組後的第二總和訊號A’、B’、C’、D’及第一總和訊號A、B、C、D的一組合之訊號值的總和NF5小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和NF3。

在一範例實施例中，控制電路114可選擇第二總和訊號A’、B’、C’、D’其中之一來取代第一總和訊號A、B、C、D中對應的一個第一總和訊號。舉例而言，控制電路114可選擇第二總和訊號A’來取代第一總和訊號A，以獲得重組後的第一總和訊號B、C、D與第二總和訊號A’之組合及其訊號值的總和NF5。其中訊號值的總和NF5小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和NF3。

在另一範例實施例中，控制電路114可選擇第二總和訊號A’、B’、C’、D’其中之任兩個來取代第一總和訊號A、B、C、D中對應的兩個第一總和訊號。舉例而言，控制電路114可選擇第二總和訊號A’、B’來取代第一總和訊號A、B，以獲得重組後的第一總和訊號C、D與第二總和訊號A’、B’之組合及其訊號值的總和NF5。或者，控制電路114也可選擇第二總和訊號A’、C’來取代第一總和訊號A、C，以獲得重組後的第一總和訊號B、D與第二總和訊號A’、C’之組合及其訊號值的總和NF5。其中訊號值的總和NF5小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和NF3。換句話說，在此實施例中，用來取代的第一總和訊號的第二總和訊號可相鄰或不相鄰。

在另一範例實施例中，控制電路114可選擇第二總和訊號A’、B’、C’、D’其中之任三個來取代第一總和訊號A、B、C、D中對應的三個第一總和訊號。舉例而言，控制電路114可選擇第二總和訊號A’、B’、C’來取代第一總和訊號A、B、C，以獲得 重組後的第一總和訊號D與第二總和訊號A’、B’、C’之組合及其訊號值的總和NF5。或者，控制電路114也可選擇第二總和訊號A’、B’、D’來取代第一總和訊號A、B、D，以獲得重組後的第一總和訊號D與第二總和訊號A’、B’、D’之組合及其訊號值的總和NF5。其中訊號值的總和NF5小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和NF3。換句話說，在此實施例中，用來取代的第一總和訊號的第二總和訊號可完全相鄰或不相鄰，部分相鄰或不相鄰。

在另一範例實施例中，控制電路114也可選擇全部的第二總和訊號A’、B’、C’、D’來取代全部的第一總和訊號A、B、C、D。在此例中，重組後的第一總和訊號與第二總和訊號之組合是A’、B’、C’、D’且其訊號值的總和是NF4。觸控控制器110在執行第二次雜訊偵測方法後所得的第二總和訊號A’、B’、C’、D’的訊號值都小於第一總和訊號A、B、C、D的訊號值。因此，第二總和訊號A’、B’、C’、D’全部用以取代第一總和訊號A、B、C、D來獲得一全新的訊號組合。

在控制電路114選擇第二總和訊號A’、B’、C’、D’其中之任一個、兩個、三個來取代第一總和訊號A、B、C、D的範例實施例中，觸控控制器110不需完整的執行雜訊偵測方法，也就是說，第一時間區間的時間長度大於第二時間區間的時間長度。

另外，在本範例實施例中，控制電路114選擇第二總和訊號A’、B’、C’、D’來取代第一總和訊號A、B、C、D的原則例如也可以是讓重組後的第二總和訊號及第一總和訊號的組合的訊 號值之總和是重組後的第二總和訊號及第一總和訊號的所有組合之中的訊號值之總和最小的。以圖2為例，重組後的第二總和訊號及第一總和訊號的所有組合可能有16種，包括A’、B’、C’、D’及A、B、C、D這兩種組合。而在經兩次雜訊偵測後，重組後的第二總和訊號及第一總和訊號的組合例如是A’、B、C、D，其訊號值的總和NF5是所有16種組合的訊號值之總和最小的。

在本發明之範例實施例中，尋找各種第二總和訊號及第一總和訊號的排列組合的方式包括但不限於基因演算法(Genetic Algorithm)、模擬退火法(Simulated Annealing)、梯度下降法(Gradient Descent)及牛頓法(Newton’s Method)。

前述圖2雖然僅以4個驅動線及4個感測線來例示說明，但本發明並不限於此。M個驅動線、N個感測線在特定時間長度的時間區間內的雜訊偵測方法及其結果最佳化的選擇可由圖2實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖6繪示本發明一實施例之雜訊偵測及結果最佳化方法。請參考圖1至圖3，本範例實施例之雜訊偵測及結果最佳化方法至少適用於圖1的觸控裝置100。本範例實施例之雜訊偵測及結果最佳化方法包括如下步驟。在步驟S600中，在第一時間區間內，傳遞多個第一驅動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多個第一感測訊號，並且，接收第一感測訊號，計算第一感測訊號來得到多個第一總和訊號。在步驟S610中，在第二時間區間內，傳遞多個第二驅動訊號至驅動線，以驅動感測線產生多個第二感測訊號， 並且，接收第二感測訊號，計算第二感測訊號來得到多個第二總和訊號。在步驟S620中，利用第二總和訊號的一部份或全部來取代第一總和訊號中的一部份或全部，以讓重組後的第二總和訊號及第一總和訊號的組合之訊號值的總和小於重組前的第一總和訊號的訊號值的總和。

另外，本發明之實施例的雜訊偵測及結果最佳化方法可以由圖1至圖5實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本發明的範例實施例中，觸控控制器可在不同的時間區間重複執行雜訊偵測方法，以獲得多組總和訊號。觸控控制器利用新的總和訊號來取代原先的總和訊號中的一部份或全部，除了可迅速且正確的估算雜訊總和之外，也可最佳化雜訊總和。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧觸控裝置

110‧‧‧觸控控制器

112‧‧‧驅動電路

113‧‧‧驅動區塊

114‧‧‧控制電路

115‧‧‧控制區塊

117‧‧‧儲存區塊

120‧‧‧觸控面板

X1、X2、X3、Xi、Xn‧‧‧感測訊號

Y1、Y2、Y3、Yj、Ym‧‧‧驅動訊號

TX_1、TX_2、TX_3、TX_J、TX_M‧‧‧驅動線

RX_1、RX_2、RX_3、RX_I、RX_N‧‧‧感測線

D1、D2、D3、Dj、Dm‧‧‧輸出放大器

ADC1、ADC2、ADC3、ADCi、ADCn‧‧‧類比數位轉換器

Claims (24)

1. 一種觸控控制器，用以驅動一觸控面板，其中該觸控面板包括多條驅動線以及電性連接至該些驅動線的多條感測線，該觸控控制器包括：一驅動電路，在一第一時間區間內，用以傳遞多個第一驅動訊號至該些驅動線，以驅動該些感測線產生多個第一感測訊號，以及在一第二時間區間內，用以傳遞多個第二驅動訊號至該些驅動線，以驅動該些感測線產生多個第二感測訊號；以及一控制電路，在該第一時間區間內，用以接收該些第一感測訊號，計算該些第一感測訊號來得到多個第一總和訊號，以及在該第二時間區間內，用以接收該些第二感測訊號，計算該些第二感測訊號來得到至少一第二總和訊號，其中該控制電路用以利用該至少一第二總和訊號來取代該些第一總和訊號中的一部份或全部，以讓重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的一組合之訊號值的總和小於重組前的該些第一總和訊號的訊號值的總和。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控控制器，其中重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合的訊號值之總和是重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的所有組合之中的訊號值之總和最小的。
3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控控制器，其中該控制電路用以從該至少一第二總和訊號中選擇一至多個第二總和訊號來 取代該些第一總和訊號中的一部份，以獲得重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合。
4. 如申請專利範圍第3項所述的觸控控制器，其中未被取代的該些第一總和訊號對應一部份的該些感測線，用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號對應其餘部份的該些感測線。
5. 如申請專利範圍第3項所述的觸控控制器，其中未被取代的該些第一總和訊號的數量及用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號的數量之總和等於全部該些感測線的數量。
6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控控制器，其中該控制電路用以從該至少一第二總和訊號中選擇全部的第二總和訊號來取代所有的該些第一總和訊號，以獲得重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合。
7. 如申請專利範圍第6項所述的觸控控制器，其中用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號對應全部的該些感測線。
8. 如申請專利範圍第6項所述的觸控控制器，其中用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號的數量等於全部該些感測線的數量。
9. 如申請專利範圍第1項所述的觸控控制器，其中未被取代的該些第一總和訊號的數量大於、小於或等於用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號的數量。
10. 如申請專利範圍第1項所述的觸控控制器，其中該第一時間區間的時間長度大於、小於或等於該第二時間區間的時間長度。
11. 如申請專利範圍第1項所述的觸控控制器，其中各該第一驅動訊號具有一第一極性圖案及一第二極性圖案，在該第一時間區間內，各該第一驅動訊號的該第一極性圖案及該第二極性圖案之一運算實質上為零，以及各該第二驅動訊號具有該第一極性圖案及該第二極性圖案，在該第二時間區間內，各該第二驅動訊號的該第一極性圖案及該第二極性圖案之該運算實質上為零。
12. 一種觸控裝置，包括：一觸控面板，包括多條驅動線及多條感測線，該些感測線電性連接至該些驅動線；以及一觸控控制器，用以驅動該觸控面板，該觸控控制器包括：一驅動電路，在一第一時間區間內，用以傳遞多個第一驅動訊號至該些驅動線，以驅動該些感測線產生多個第一感測訊號，以及在一第二時間區間內，用以傳遞多個第二驅動訊號至該些驅動線，以驅動該些感測線產生多個第二感測訊號；以及一控制電路，在該第一時間區間內，用以接收該些第一感測訊號，計算該些第一感測訊號來得到多個第一總和訊號，以及在該第二時間區間內，用以接收該些第二感測訊號，計算該些第二感測訊號來得到至少一第二總和訊號， 其中該控制電路用以利用該至少一第二總和訊號來取代該些第一總和訊號中的一部份或全部，以讓重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的一組合之訊號值的總和小於重組前的該些第一總和訊號的訊號值的總和。
13. 如申請專利範圍第12項所述的觸控裝置，其中重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合的訊號值之總和是重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的所有組合之中的訊號值之總和最小的。
14. 如申請專利範圍第12項所述的觸控裝置，其中該控制電路用以從該至少一第二總和訊號中選擇一至多個第二總和訊號來取代該些第一總和訊號中的一部份，以獲得重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合。
15. 如申請專利範圍第14項所述的觸控裝置，其中未被取代的該些第一總和訊號對應一部份的該些感測線，用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號對應其餘部份的該些感測線。
16. 如申請專利範圍第14項所述的觸控裝置，其中未被取代的該些第一總和訊號的數量及用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號的數量之總和等於全部該些感測線的數量。
17. 如申請專利範圍第12項所述的觸控裝置，其中該控制電路用以從該至少一第二總和訊號中選擇全部的第二總和訊號來取代所有的該些第一總和訊號，以獲得重組後的該至少一第二總和 訊號及該些第一總和訊號的該組合。
18. 如申請專利範圍第17項所述的觸控裝置，其中用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號對應全部的該些感測線。
19. 如申請專利範圍第17項所述的觸控裝置，其中用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號的數量等於全部該些感測線的數量。
20. 如申請專利範圍第12項所述的觸控裝置，其中未被取代的該些第一總和訊號的數量大於、小於或等於用來取代該些第一總和訊號的該至少一第二總和訊號的數量。
21. 如申請專利範圍第12項所述的觸控裝置，其中該第一時間區間的時間長度大於、小於或等於該第二時間區間的時間長度。
22. 如申請專利範圍第12項所述的觸控裝置，其中各該第一驅動訊號具有一第一極性圖案及一第二極性圖案，在該第一時間區間內，各該第一驅動訊號的該第一極性圖案及第二極性圖案之一運算實質上為零，以及各該第二驅動訊號具有該第一極性圖案及該第二極性圖案，在該第二時間區間內，各該第二驅動訊號的該第一極性圖案及第二極性圖案之該運算實質上為零。
23. 一種觸控面板的雜訊偵測方法，其中該觸控面板包括多條驅動線以及電性連接至該些驅動線的多條感測線，該雜訊偵測方法包括：在多個不同的時間區間內，分別傳遞多組驅動訊號至該些驅 動線，以驅動該些感測線產生多組感測訊號；在該些不同的時間區間內，分別接收該多組感測訊號，計算該多組感測訊號來得到多組總和訊號，其中該多組總和訊號其中之一組包括多個第一總和訊號，且該多組總和訊號其中之另一組包括至少一第二總和訊號；利用該至少一第二總和訊號來取代該些第一總和訊號中的一部份或全部，以獲得重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的一組合；以及計算重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合之訊號值，以獲得其訊號值的總和，其中重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的一組合之訊號值的總和小於重組前的該些第一總和訊號的訊號值的總和。
24. 如申請專利範圍第23項所述的雜訊偵測方法，其中重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的該組合的訊號值之總和是重組後的該至少一第二總和訊號及該些第一總和訊號的所有組合之中的訊號值之總和最小的。