TWI727528B - 觸控系統、其輸入裝置及其訊號傳送方法 - Google Patents

觸控系統、其輸入裝置及其訊號傳送方法 Download PDF

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TWI727528B
TWI727528B TW108143777A TW108143777A TWI727528B TW I727528 B TWI727528 B TW I727528B TW 108143777 A TW108143777 A TW 108143777A TW 108143777 A TW108143777 A TW 108143777A TW I727528 B TWI727528 B TW I727528B
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林嘉興
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義隆電子股份有限公司
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Abstract

本發明為一種觸控系統及其訊號傳送方法，該觸控系統包含有一輸入裝置及一觸控裝置，該輸入裝置具有一第一電極單元及一第二電極單元，在該輸入裝置接觸到該觸控裝置時，該輸入裝置以該第一電極單元及該第二電極單元發送下行訊號，而在該輸入裝置懸浮於該觸控裝置時，該輸入裝置以該第一電極單元發送下行訊號，則該觸控裝置可藉由是否接收到來自該第二電極單元之下行訊號而判斷該輸入裝置是否接觸該觸控裝置，故在該輸入裝置接觸到該觸控裝置時，該觸控裝置可立即得知，並使得該輸入裝置所對應的筆跡能加以即時顯示，藉此提昇使用者體驗。

Description

觸控系統、其輸入裝置及其訊號傳送方法
本發明為一種觸控系統及其訊號傳送方法，尤指用以傳送及接收觸控裝置及輸入裝置之間的訊號之訊號傳送方法。
隨著觸控裝置的普及，應用在觸控裝置上的輸入裝置也隨之變化，而提供更多功能，主動式觸控筆即為目前常見的一種輸入裝置，其係透過筆身所設置的電極單元發射訊號給觸控裝置、以及接收來自觸控裝置的訊號，進而使觸控裝置獲得主動式觸控筆的位置、筆壓、傾斜角、電量等資訊，而在部份的主動式觸控筆中，會利用無線通訊單元來傳送筆壓及電量等伴隨資訊，以減少電極單元須傳送的資訊量，來提昇主動式觸控筆更新位置資訊的幀率。
有鑑於此，本發明係對於現有技術的觸控系統之訊號傳送方法加以改良，以期能改善使用者體驗。
為達到前述之發明目的，本發明所採用的技術手段為提供一種觸控系統的訊號傳送方法，其中該觸控系統包含一觸控裝置及一輸入裝置，該輸入裝置係具有一第一電極單元及一第二電極單元，該方法包括以下步驟： 當該輸入裝置接觸該觸控裝置時，該輸入裝置為一第一模式，該輸入裝置經由該第一電極單元發送一第一下行訊號，並經由該第二電極單元發送一第二下行訊號，該觸控裝置接收所述第一下行訊號及所述第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵。
另一方面，本發明提供一種觸控系統，其包含一觸控裝置及一輸入裝置，該輸入裝置具有一本體、一第一電極單元及一第二電極單元，該第一電極單元及該第二電極單元分別設於該本體上；其中，該觸控系統具有一第一模式，當該輸入裝置接觸該觸控裝置時，該輸入裝置為該第一模式，該輸入裝置經由該第一電極單元發送一第一下行訊號，該輸入裝置之該第二電極單元發送一第二下行訊號，該觸控裝置接收所述第一下行訊號及所述第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵。
另一方面，本發明提供一種輸入裝置的訊號傳送方法，其中該輸入裝置係具有一第一電極單元及一第二電極單元，該方法包括以下步驟：當該輸入裝置接觸一觸控裝置時，該輸入裝置為一第一模式，該輸入裝置之該第一電極單元發送一第一下行訊號，該輸入裝置之該第二電極單元發送一第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵。
另一方面，本發明提供一種輸入裝置，其包含一本體、一第一電極單元及一第二電極單元，該第一電極單元及該第二電極單元分別設於該本體上；其中，該輸入裝置具有一第一模式，當該輸入裝置接觸一觸控裝置時，該輸入裝置為該第一模式，該輸入裝置經由該第一電極單元發送一第一下行訊號，該輸入裝置之該第二電極單元發送一第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵。
本發明的優點在於，藉由輸入裝置具有第一及第二電極單元的設置，使得輸入裝置在不同模式下，可透過發送訊號的電極單元之不同，來使 得觸控裝置縱使在未收到筆壓資訊的情形下，仍可透過接收到不同電極單元的訊號來判斷輸入裝置是否已接觸觸控裝置，進而顯示相對應的筆跡，則不受限於筆壓資訊的延遲問題，進而提昇使用者體驗。
10:觸控裝置
11:觸控介面
111:觸控電極
12:控制單元
20:輸入裝置
21:本體
211:接觸端
22:控制器
23:第一電極單元
24:第二電極單元
25:接觸感知器
Sup:上行訊號
Sdown1:第一下行訊號
Sdown2:第二下行訊號
Sdown3:第三下行訊號
T1:第一時段
T2:第二時段
T3:第三時段
圖1為本發明之觸控系統的示意圖；圖2為本發明之輸入裝置的部份元件方塊示意圖；圖3為本發明之訊號傳送方法在一實施例中第一模式之訊號傳遞示意圖；圖4為本發明之訊號傳送方法在一實施例中第二模式之訊號傳遞示意圖；圖5為本發明之訊號傳送方法在另一實施例中第一模式之訊號傳遞示意圖；圖6為本發明之訊號傳送方法在又一實施例中第一模式之訊號傳遞示意圖；圖7為本發明之訊號傳送方法在再一實施例中第一模式之訊號傳遞示意圖。
以下配合圖式及本發明之實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。
請參閱圖1所示，本發明之觸控系統包含有一觸控裝置10及一輸入裝置20。
所述觸控裝置10包含有一觸控介面11及一控制單元12，該觸控介面11包含有多個觸控電極111，所述觸控電極111與該控制單元12形成電連 接。該觸控介面11包含有一觸控接觸面(未標示)，所述觸控電極111對應位於該觸控接觸面下方，係由X、Y方向之感應電極交錯排列而成之陣列，係用以發送及接收訊號。其中，該觸控電極111可為氧化銦錫(ITO)或其他導體所形成之感應層，亦可為該觸控裝置10之一顯示器(未標示)中的共電極層或其二者之組合。
請參閱圖1及圖2所示，所述輸入裝置20包含有一本體21、一控制器22、一第一電極單元23、一第二電極單元24及一接觸感知器25，該本體21具有一接觸端211，若該輸入裝置20為一觸控筆，則該接觸端211對應位於該觸控筆之筆尖位置。該控制器22、該第一電極單元23、該第二電極單元24及該接觸感知器25設於該本體21。該第一電極單元23、該第二電極單元24及該接觸感知器25分別與該控制器22形成電連接，該第一電極單元23及該第二電極單元24分別用以發送及接收訊號。該接觸感知器25係用以感測該輸入裝置20之接觸端211是否接觸到該觸控裝置10之觸控接觸面。在一實施例中，該接觸感知器25為一壓力感測器，係感測該輸入裝置20之接觸端211接觸到該觸控裝置10之觸控介面11時的壓力值，當該壓力感測器所感測到的壓力值大於一門檻值時，係該輸入裝置20判斷其自身已接觸該觸控裝置10。
請參閱圖3所示，在該觸控裝置10運作的過程中，該觸控裝置10會依照協定週期地發送一上行訊號Sup(up-link signal)，當該輸入裝置20接觸或接近該觸控裝置10時，該輸入裝置20透過該第一電極單元23(或亦可透過該第二電極單元24)接收到該觸控裝置10所發送之上行訊號Sup，隨後透過該第一電極單元23及該第二電極單元24發送下行訊號。當該輸入裝置20接觸到該觸控裝置10時，該輸入裝置20進入一第一模式(如圖3所示)，此時該輸入裝置20之第一電極單元23發送一第一下行訊號Sdown1，該輸入裝置20之第二電極單元24發送一第二下行訊號Sdown2，而該觸控裝置10透過其觸控電極111接收該第一下 行訊號Sdown1及該第二下行訊號Sdown2，該第一下行訊號Sdown1及該第二下行訊號Sdown2具有不同特徵。當該輸入裝置20懸浮於該觸控裝置10時，該輸入裝置20進入一第二模式(如圖4所示)，此時該輸入裝置20之第一電極單元23發送一第三下行訊號Sdown3，而該觸控裝置10透過其觸控電極111接收該第三下行訊號Sdown3。
藉由在該第一模式下該輸入裝置20係發送該第一下行訊號Sdown1與該第二下行訊號Sdown2具有不同特徵，而在該第二模式下該輸入裝置20係發送該第三下行訊號Sdown3的方式，則當該觸控裝置10接收到該第二下行訊號Sdown2時，能得知該輸入裝置20已接觸該觸控裝置10，則可即時反應是否所應顯示的筆跡，進而讓使用者獲得較佳的體驗感。
一般而言，該第一電極單元23所發送之第三下行訊號Sdown3與該第一下行訊號Sdown1係用以使該觸控裝置10判斷該輸入裝置20之位置，而該第二電極單元24所發送之第二下行訊號Sdown2係用以使該觸控裝置10判斷該輸入裝置20之傾斜角。
在一實施例中，該第三下行訊號Sdown3與該第一下行訊號Sdown1可為相同特徵或不同特徵。在一實施例中，所述第一下行訊號Sdown1與所述第二下行訊號Sdown2具有不同特徵，係指具有不同頻率、不同波型、具有不同展頻碼、具有不同的編碼方式或具有不同相位的訊號特徵。
在一實施例中，該輸入裝置20係藉由該接觸感知器25的感測，而得知該輸入裝置20已接觸該觸控裝置10，當該輸入裝置20得知該輸入裝置20已接觸該觸控裝置10時，則該輸入裝置20進入該第一模式。
本發明之觸控系統在該第一模式下的訊號傳送方法，有多種實施態樣，在該第一模式的一工作週期中，該第一電極單元23所發送之第一下行訊號Sdown1的次數可與該第二電極單元24所發送之第二下行訊號Sdown2的次數相 同或不同、發送時間亦可為重疊或不重疊，而該觸控裝置10用以接收該第一下行訊號Sdown1與該第二下行訊號Sdown2的時段亦可隨之變化，以下以數個具體實施態樣舉例說明之，但不以此為限。
請參閱圖3所示，在該第一模式的一工作週期中，該第一電極單元23發送n1次第一下行訊號Sdown1，該第二電極單元24發送m1次第二下行訊號Sdown2，其中n1等於m1，且各次該第一下行訊號Sdown1之發送時間重疊於其中一次該第二下行訊號Sdown2之發送時間，亦即每次該第一下行訊號Sdown1與其中一次該第二下行訊號Sdown2同步開始發送且同步發送完畢，而該觸控裝置10係以i1個第一時段T1來接收所述第一下行訊號Sdown1，並以j1個第二時段T2來接收所述第二下行訊號Sdown2，所述第一時段T1與所述第二時段T2交錯執行，其中i1等於j1，且i1小於n1，而各該第一時段T1的時間長度等於各該第二時段T2的時間長度，且亦等於發送各次所述第一下行訊號Sdown1之時間長度。
請參閱圖5所示，在該第一模式的一工作週期中，該第一電極單元23發送n1次第一下行訊號Sdown1，該第二電極單元24發送m1次第二下行訊號Sdown2，其中n1等於m1，且各次該第一下行訊號Sdown1之發送時間重疊於其中一次該第二下行訊號Sdown2之發送時間，亦即每一次該第一下行訊號Sdown1與其中一次該第二下行訊號Sdown2同步開始發送且同步發送完畢，而該觸控裝置10係以i2個第一時段T1來接收所述第一下行訊號Sdown1，並以j2個第二時段T2來接收所述第二下行訊號Sdown2，所述第一時段T1兩兩一組與所述第二時段T2兩兩一組後交錯執行，亦即對應一次該第一下行訊號Sdown1的發送時間而執行兩次該第一時段T1後，接著對應一次該第二下行訊號Sdown2的發送時間而執行兩次該第二時段T2，其中i2等於j2，且i2等於n2，而各該第一時段T1的時間長度等於各該第二時段T2的時間長度，但小於發送各次所述第一下行訊號Sdown1之時間長度。
請參閱圖6所示，在該第一模式的一工作週期中，該第一電極單元23發送n2次第一下行訊號Sdown1，該第二電極單元24發送m2次第二下行訊號Sdown2，其中n2大於m2，在本實施例中，m2為1，意即在該工作週期中，該第二電極單元24發送一次所述第二下行訊號Sdown2，而各次所述第二下行訊號Sdown2之發送時間重疊於其中一次所述第一下行訊號Sdown1之發送時間，亦即所述第二下行訊號Sdown2與所對應之該次的第一下行訊號Sdown1同步開始發送且同步發送完畢，而該觸控裝置10係以i3個第一時段T1來接收所述第一下行訊號Sdown1，並以j3個第二時段T2來接收所述第二下行訊號Sdown2，其中i3大於j3，且i3小於n2，而各該第一時段T1的時間長度等於各該第二時段T2的時間長度，且亦等於發送各次所述第一下行訊號Sdown1之時間長度。
請參閱圖7所示，在該第一模式的一工作週期中，該第一電極單元23發送n3次第一下行訊號Sdown1，該第二電極單元24發送m3次第二下行訊號Sdown2，其中n3等於m3，各次所述第二下行訊號Sdown2之發送時間不重疊於各次所述第一下行訊號Sdown1之發送時間，亦即該輸入裝置20在發送所述第二下行訊號Sdown2時，不發送所述第一下行訊號Sdown1，而在發送所述第一下行訊號Sdown1時，不發送所述第二下行訊號Sdown2。在本實施例中，該輸入裝置20係交錯發送所述第一下行訊號Sdown1與所述第二下行訊號Sdown2，且在本實施例中，發送各次所述第一下行訊號Sdown1之時間長度等於發送各次所述第二下行訊號Sdown2之時間長度，而該觸控裝置10係以i4個第一時段T1來接收所述第一下行訊號Sdown1，並以j4個第二時段T2來接收所述第二下行訊號Sdown2，所述第一時段T1與所述第二時段T2交錯執行，其中i4等於j4，且i4等於n1，而各該第一時段T1的時間長度等於各該第二時段T2的時間長度，且亦等於發送各次第一下行訊號Sdown1之時間長度。
進一步而言，比較在該第一模式(該輸入裝置20接觸該觸控裝置10)和該第二模式(該輸入裝置20懸浮於該觸控裝置10)中，該觸控裝置10可用來接收該第一電極單元23所發送之下行訊號的總時間長度，由於在第一模式下的時間須分配給接收所述第一下行訊號Sdown1及所述第二下行訊號Sdown2，則該觸控裝置10在第二模式下用來接收所述第三下行訊號Sdown3的總時間長度，必然可大於該觸控裝置10在第一模式下用來接收所述第一下行訊號Sdown1的總時間長度。有鑑於該第一電極單元23所發送之下行訊號，係用以供該觸控裝置10判斷該輸入裝置20之位置的資訊，但由於該第二模式為該輸入裝置20相對懸浮於該觸控裝置10的情況，意即其二者之間的距離較遠，故該觸控裝置10所接收到從該輸入裝置20發送之下行訊號感應量也相對較小，容易影響訊雜比(SNR)，本實施例之該觸控裝置10在對應到該輸入裝置20為該第二模式時，具有較多的時間來接收與該輸入裝置20之位置資訊相關的下行訊號，能夠提昇訊雜比(SNR)，且進一步改善該觸控裝置10判斷該輸入裝置20之位置的準確度。
具體而言，以圖3和圖4為例，在該第一模式(圖3)中，該觸控裝置10係以i1個第一時段T1來接收所述第一下行訊號Sdown1，而在第二模式(圖4)中，該觸控裝置10係以k1個第三時段T3來接收所述第三下行訊號Sdown3，其中各第一時段T1之時間長度等於各第三時段T3的時間長度，但k1大於i1，故該觸控裝置10在該第二模式下用來接收所述第三下行訊號Sdown3的總時間長度，大於該觸控裝置10在該第一模式下用來接收所述第一下行訊號Sdown1的總時間長度。
以另一例而言，請參閱圖4及圖5，在該第一模式(圖5)中，該觸控裝置10係以i2個第一時段T1來接收所述第一下行訊號Sdown1，而在該第二模式(圖4)中，該觸控裝置10係以k1個第三時段T3來接收所述第三下行訊號Sdown3，其中k1等於i2，但各該第一時段T1之時間長度小於各該第三時段T3的時 間長度，故該觸控裝置10在該第二模式下用來接收所述第三下行訊號Sdown3的總時間長度，仍大於該觸控裝置10在該第一模式下用來接收所述第一下行訊號Sdown1的總時間長度。
以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而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，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
Sup:上行訊號
Sdown1:第一下行訊號
Sdown2:第二下行訊號
T1:第一時段
T2:第二時段

Claims (24)

  1. 一種觸控系統的訊號傳送方法，其中該觸控系統包含一觸控裝置及一輸入裝置，該輸入裝置係具有一第一電極單元及一第二電極單元，該方法包括以下步驟：當該輸入裝置接觸該觸控裝置時，該輸入裝置為一第一模式，該輸入裝置經由該第一電極單元發送一第一下行訊號，並經由該第二電極單元發送一第二下行訊號，該觸控裝置接收所述第一下行訊號及所述第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵，其中該觸控裝置係依據該第二下行訊號判斷該輸入裝置是否接觸該觸控裝置；當該輸入裝置未接觸該觸控裝置時，該輸入裝置為一第二模式，該輸入裝置之該第一電極單元發送一第三下行訊號，該觸控裝置接收所述第三下行訊號。
  2. 如請求項1所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中所述第三下行訊號和所述第一下行訊號具有相同特徵。
  3. 如請求項1所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中在該第一模式之一工作週期中，該第一電極單元發送n次所述第一下行訊號，該第二電極單元發送m次所述第二下行訊號，其中m和n為正整數，m小於或等於n。
  4. 如請求項1所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中在該第一模式之一工作週期中，該觸控裝置以i個第一時段接收所述第一下行訊號，該觸控裝置以j個第二時段接收該第二下行訊號；在該第二模式中，該觸控裝置以k個第三時段接收各第三下行訊號；其中i、j、k為正整數，k大於i、k大於j、且i大於或等於j。
  5. 如請求項4所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中各該第三時段之時間長度大於各該第一時段之時間長度，各第三時段之時間長度大於各第二時段之時間長度。
  6. 如請求項1所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中在該第一模式中，該第二電極單元發送所述第二下行訊號之時間重疊於該第一電極單元發送所述第一下行訊號之時間。
  7. 如請求項4所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中在該第一模式中，該第二電極單元發送所述第二下行訊號之時間重疊於該第一電極單元發送所述第一下行訊號之時間，所述第二下行訊號與所述第一下行訊號重疊之時間中，該觸控裝置之第一時段與第二時段交錯執行。
  8. 如請求項1或4所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中在該第一模式中，該第二電極單元發送所述第二下行訊號之時間不重疊於該第一電極單元發送所述第一下行訊號之時間。
  9. 如請求項1所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵，係指具有不同頻率、不同波型、具有不同展頻碼、具有不同的編碼方式或具有不同相位的訊號特徵。
  10. 如請求項1所述之觸控系統的訊號傳送方法，其中該輸入裝置具有一接觸感知器，該接觸感知器係感測該輸入裝置是否接觸該觸控裝置，而該觸控裝置接收到該第二下行訊號時，該觸控裝置判斷該輸入裝置接觸該觸控裝置。
  11. 一種觸控系統，其包含：一觸控裝置；及一輸入裝置，其具有一本體、一第一電極單元及一第二電極單元，該第一電極單元及該第二電極單元分別設於該本體上； 其中該輸入裝置具有一第一模式及一第二模式；當該輸入裝置接觸該觸控裝置時，該輸入裝置為該第一模式，該輸入裝置經由該第一電極單元發送一第一下行訊號，該輸入裝置之該第二電極單元發送一第二下行訊號，該觸控裝置接收所述第一下行訊號及所述第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵，其中該觸控裝置係依據該第二下行訊號判斷該輸入裝置是否接觸該觸控裝置；當該輸入裝置未接觸該觸控裝置時，該輸入裝置為該第二模式，該輸入裝置之該第一電極單元發送一第三下行訊號，該觸控裝置接收所述第三下行訊號。
  12. 如請求項11所述之觸控系統，其中該輸入裝置之該第一電極單元較該第二電極單元接近該本體之端部。
  13. 如請求項11所述之觸控系統，其中該輸入裝置具有一接觸感知器，該接觸感知器設於該本體之端部，該接觸感知器係感測該輸入裝置是否接觸該觸控裝置。
  14. 如請求項13所述之觸控系統，其中該接觸感知器為一壓力感測器，該壓力感測器係感測該輸入裝置之接觸端接觸到該觸控裝置時的壓力值，當該壓力感測器所感測到的壓力值大於一門檻值時，係該輸入裝置判斷該輸入裝置已接觸該觸控裝置。
  15. 一種輸入裝置的訊號傳送方法，其中該輸入裝置係具有一第一電極單元及一第二電極單元，該方法包括以下步驟：當該輸入裝置為一第一模式時，該輸入裝置之該第一電極單元發送一第一下行訊號，該輸入裝置之該第二電極單元發送一第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵； 當該輸入裝置為一第二模式時，該輸入裝置之該第一電極單元發送一第三下行訊號。
  16. 如請求項15所述之輸入裝置的訊號傳送方法，其中所述第三下行訊號和所述第一下行訊號具有相同特徵。
  17. 如請求項15所述之輸入裝置的訊號傳送方法，其中在該第一模式之一工作週期中，該第一電極單元發送n次所述第一下行訊號，該第二電極單元發送m次所述第二下行訊號，其中m和n為正整數，m小於或等於n。
  18. 如請求項15所述之輸入裝置的訊號傳送方法，其中在該第一模式中，該第二電極單元發送所述第二下行訊號之時間重疊於該第一電極單元發送所述第一下行訊號之時間。
  19. 如請求項15所述之輸入裝置的訊號傳送方法，其中在該第一模式中，該第二電極單元發送所述第二下行訊號之時間不重疊於該第一電極單元發送所述第一下行訊號之時間。
  20. 如請求項15所述之輸入裝置的訊號傳送方法，其中所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵，係指具有不同頻率、不同波型、具有不同展頻碼、具有不同的編碼方式或具有不同相位的訊號特徵。
  21. 一種輸入裝置，其包含：一本體、一第一電極單元及一第二電極單元，該第一電極單元及該第二電極單元分別設於該本體上；其中該輸入裝置具有一第一模式及一第二模式，當該輸入裝置為該第一模式時，該輸入裝置經由該第一電極單元發送一第一下行訊號，該輸入裝置之該第二電極單元發送一第二下行訊號，所述第一下行訊號與所述第二下行訊號具有不同特徵；當該輸入裝置為該第二模式時，該輸入裝置之該第一電極單元發送一第三下行訊號。
  22. 如請求項21所述之輸入裝置，其中該第一電極單元較該第二電極單元接近該本體之端部。
  23. 如請求項21所述之輸入裝置，其中該輸入裝置具有一接觸感知器，該接觸感知器設於該本體之端部。
  24. 如請求項23所述之輸入裝置，其中該接觸感知器為一壓力感測器。
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