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頻率選擇模塊及相關的運算裝置與頻率選擇方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510393560.2

申請日:

2015.07.07

公開號:

CN106257379A

公開日:

2016.12.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/041申請日:20150707|||公開
IPC分類號: G06F3/041 主分類號: G06F3/041
申請人: 矽創電子股份有限公司
發明人: 吳俊寬; 楊鎮源; 董景仁; 林君豫; 林王安
地址: 中國臺灣新竹縣
優先權: 2015.06.22 TW 104119943
專利代理機構: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223 代理人: 江耀純
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510393560.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.03.26|||2017.01.25|||2016.12.28

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種用于一觸控系統的頻率選擇模塊及相關的運算裝置與頻率選擇方法,所述頻率選擇模塊包括一儲存單元,用來儲存所述觸控系統中多個傳感信道的多個傳感信號其中至少一者的總和;一頻譜計算單元,用來轉換儲存于所述儲存單元的所述多個傳感信號其中至少一者的總和,以產生一頻譜數據,并將所述頻譜數據儲存至所述儲存單元;以及一選擇單元,用來根據所述頻譜數據,產生一調整信號,以將選擇多個運作頻率其中之一作為所述多個傳感信號的一工作頻率。

權利要求書

1.一種用于一觸控系統的頻率選擇模塊,包括:
一儲存單元,用來儲存所述觸控系統中多個傳感信道的多個傳感信號至
少一者的總和;
一頻譜計算單元,用來轉換儲存于所述儲存單元的所述多個傳感信號其
中至少一者的總和,以產生一頻譜數據,并將所述頻譜數據儲存至
所述儲存單元;以及
一選擇單元,用來根據所述頻譜數據,產生一調整信號,以將選擇多個
運作頻率其中之一作為所述多個傳感信號的一工作頻率。
2.如權利要求1所述的頻率選擇模塊,其特征在于所述儲存單元在所述多
個傳感信道未被驅動時,儲存所述多個傳感信號其中至少一者的總和。
3.如權利要求1所述的頻率選擇模塊,其特征在于所述頻譜計算單元利用
快速傅立葉轉換,轉換儲存于所述儲存單元的所述多個傳感信號其中至
少一者的總和,以產生所述頻譜數據。
4.如權利要求1所述的頻率選擇模塊,其特征在于所述選擇單元計算所述
頻譜數據中每一運作頻率周圍多個取樣點振幅的總和來取得多個雜訊等
級,且所述選擇單元選擇對應于所述多個雜訊等級中一最小雜訊等級的
運作頻率作為所述多個傳感信號的所述工作頻率。
5.如權利要求4所述的頻率選擇模塊,其特征在于所述頻譜數據包括一雜
訊主頻,所述雜訊主頻對應于所述頻譜數據中的一最大振幅,且所述工
作頻率與所述雜訊主頻間的差距大于一預設頻率。
6.一種運算裝置,用于一觸控系統,所述運算裝置包括:
一處理模塊,用來接收所述觸控系統中多個傳感信道的多個傳感信號及
產生用于驅動所述多個傳感信道的多個驅動信號;以及
一頻率選擇模塊,包括:
一儲存單元,用來儲存所述多個傳感信號其中至少一者的總和;
一頻譜計算單元,用來轉換儲存于所述儲存單元的所述多個傳感信
號其中至少一者的總和,以產生一頻譜數據,并將所述頻譜數
據儲存至所述儲存單元;以及
一選擇單元,用來根據所述頻譜數據,產生一調整信號,以選擇多
個運作頻率其中之一作為所述多個傳感信號的一工作頻率。
7.一種頻率選擇方法,用于一觸控系統,所述頻率選擇方法包括:
轉換所述觸控系統中多個傳感信道的多個傳感信號其中至少一者的總
和,以取得頻譜數據;以及
根據所述頻譜數據,選擇多個運作頻率其中之一作為所述多個傳感信號
的一工作頻率。

說明書

頻率選擇模塊及相關的運算裝置與頻率選擇方法

技術領域

本發明涉及一種用于觸控系統的頻率選擇模塊及相關的運算裝置與頻率
選擇方法,尤其涉及一種用來選擇觸控系統中多個傳感信道工作頻率的頻率
選擇模塊及相關的運算裝置與頻率選擇方法。

背景技術

消費性電子產品大多以輕、薄、短、小為設計方向,因此,產品上已無
空間容納如鼠標、鍵盤等傳統輸入裝置。隨著觸控技術的進步,在各種消費
性電子產品中,例如平板計算機、移動電話、個人數字助理(Personal Digital
Assistant,PDA)、一體機(All in One)等電子產品已廣泛地使用觸控系統作
為其輸入裝置。當觸控系統運作時,電子產品中其他電路同時進行運作可能
會在觸控系統的多個傳感信道上產生雜訊干擾,可能會造成觸控系統不正常
工作。因此,如何避免觸控系統的運作受到雜訊影響,便成為業界亟欲探討
的議題。

發明內容

為了解決上述的問題,本發明提供一種用來選擇觸控系統中多個傳感信
道工作頻率的頻率選擇模塊及相關的運算裝置與頻率選擇方法。

本發明公開一種用于一觸控系統的頻率選擇模塊,包括一儲存單元,用
來儲存該觸控系統中多個傳感信道的多個傳感信號其中至少一者的總和;一
頻譜計算單元,用來轉換儲存于該儲存單元的該多個傳感信號其中至少一者
的總和,以產生一頻譜數據,并將該頻譜數據儲存至該儲存單元;以及一選
擇單元,用來根據該頻譜數據,產生一調整信號,以將選擇多個運作頻率其
中之一作為該多個傳感信號的一工作頻率。

本發明還公開一種運算裝置,用于一觸控系統,該運算裝置包括一處理
模塊,用來接收該觸控系統中多個傳感信道的多個傳感信號及產生用于驅動
該多個傳感信道的多個驅動信號;以及一頻率選擇模塊,包括:一儲存單元,
用來儲存該多個傳感信號其中至少一者的總和;一頻譜計算單元,用來轉換
儲存于該儲存單元的該多個傳感信號其中至少一者的總和,以產生一頻譜數
據,并將該頻譜數據儲存至該儲存單元;以及一選擇單元,用來根據該頻譜
數據,產生一調整信號,以選擇多個運作頻率其中之一作為該多個傳感信號
的一工作頻率。

本發明還公開一種頻率選擇方法,用于一觸控系統,該頻率選擇方法包
括轉換該觸控面板中該多個傳感信道的多個傳感信號其中至少一者的總和,
以取得頻譜數據;以及根據該頻譜數據,選擇多個運作頻率其中之一作為該
多個傳感信號的一工作頻率。

附圖說明

圖1為本發明實施例一觸控系統的示意圖。

圖2為本發明實施例一頻率選擇模塊的示意圖。

圖3為本發明實施例一頻率選擇方法的流程圖。

其中,附圖標記說明如下:

10 觸控系統

100 觸控裝置

102 運算裝置

104 處理模塊

106 轉換模塊

108 頻率選擇模塊

110 儲存單元

112 頻譜計算單元

114 選擇單元

20 頻率選擇模塊

200 處理單元

210 儲存單元

214 程序代碼

220 通信接口單元

30 頻率選擇方法

300~306 步驟

ADJ 調整信號

D_1~D_A 驅動信號

FREQD 頻譜數據

T_1~T_B 傳感信號

TS 傳感信號

具體實施方式

請參考圖1,圖1為本發明實施例一觸控系統10的示意圖。觸控系統10
可為智能移動電話、平板計算機、數字相機等具有一觸控面板的電子產品。
為求方便說明,圖1僅繪示有觸控裝置100及運算裝置102,其它未與發明
概念直接相關的元件(如殼體)則略而未示。觸控裝置100用來根據驅動信
號D_1~D_A,感應來自于外界物體的觸控動作,以產生傳感信號T_1~T_B。
舉例來說,觸控裝置100可為一觸控面板,且傳感信號T_1~T_B可為觸控
面板中橫向及縱向傳感信道所產生的傳感信號。運算裝置102包括處理模塊
104、轉換模塊106以及頻率選擇模塊108。處理模塊104耦接于觸控裝置100,
用來產生驅動信號D_1~D_A,及根據傳感信號T_1~T_B,判斷觸控裝置
100被觸碰的位置。轉換模塊106用來選擇傳感信號T_1~T_B其中之一作為
傳感信號TS。根據傳感信號TS,頻率選擇模塊108可計算對應于雜訊的頻
譜數據FREQD。接下來,頻率選擇模塊108會根據計算所得的頻譜數據
FREQD,選擇多個運作頻率FO_1~FO_C其中之一作為工作頻率FW,并通
過調整信號ADJ,將驅動信號D_1~D_A及傳感信號T_1~T_B的頻率調整
為工作頻率FW。據此,觸控系統10可避免觸控裝置100的運作遭受環境中
雜訊影響。

詳細來說,頻率選擇模塊108包括儲存單元110、頻譜計算單元112及選
擇單元114。儲存單元110用來儲存轉換模塊106所產生的傳感信號TS。在
一實施例中,傳感信號TS為驅動信號D_1~D_A未驅動觸控面板時傳感信
號T_1~T_B其中任意一者。需注意的是,若儲存單元110具有選擇傳感信
號T_1~T_B其中之一進行儲存的功能,則轉換模塊106可被省略。根據儲
存在儲存單元110的傳感信號TS,頻譜計算單元112可計算對應于雜訊的頻
譜數據FREQD,頻譜計算單元112并將計算所得的頻譜數據FREQD儲存至
儲存單元110。舉例來說,頻譜計算單元112可利用快速傅立葉轉換(Fast
Fourier Transform,FFT),轉換傳感信號TS,以取得傳感信號TS在多個取樣
點的振幅作為頻譜數據FREQD。

接下來,選擇單元114根據儲存在儲存單元110的頻譜數據FREQD,計
算對應于運作頻率FO_1~FO_C的雜訊等級NL_1~NL_C。舉例來說,選擇
單元114可計算頻譜數據FREQD中位于運作頻率FO_1周圍多個取樣點振幅
的總和作為運作頻率FO_1的雜訊等級NL_1;計算頻譜數據FREQD中位于
運作頻率FO_2周圍多個取樣點振幅的總和作為運作頻率FO_2的雜訊等級
NL_2,以此類推。在取得雜訊等級NL_1~NL_C。選擇單元114選擇對應于
雜訊等級NL_1~NL_C中最小雜訊等級的運作頻率作為工作頻率FW,并通
過調整信號ADJ,將驅動信號D_1~D_A及傳感信號T_1~T_B的頻率調整
為工作頻率FW。據此,觸控裝置100及處理模塊104的運作可避免遭受環
境中雜訊影響。

此外,為了避免窄頻大雜訊造成觸控裝置100不正常工作,選擇單元114
可限制工作頻率FW與對應于頻譜數據FREQD中一最大雜訊振幅的主頻頻
率Fnoise間的差距必須大于一預設頻率FTH(即|FW-Fnoise|≤FTH)。

關于頻率選擇模塊108詳細運作過程,舉例說明如下。在一實施例中,
儲存單元110在驅動信號D_1~D_A未驅動觸控面板時,儲存傳感信號TS。
接下來,頻譜計算單元112利用快速傅立葉轉換來轉換傳感信號TS,以取得
傳感信號TS在頻率領域上多個取樣點的振幅作為頻譜數據FREQD。在此實
施例中,快速傅立葉轉換的解析度為25千赫茲(kHz)。也就是說,頻譜數據
FREQD可包括傳感信號TS在25千赫茲的振幅A25、50千赫茲的振幅A50、
75千赫茲的振幅A75,以此類推。需注意的是,快速傅立葉轉換的解析度可
依據不同應用及設計理念來更動,而不限于此。

在取得頻譜數據FREQD后,選擇單元114分別計算運作頻率FO_100K
(也就是代表100千赫茲)及FO_200K(也就是代表200千赫茲)的雜訊等
級NL_100K及NL_200K。在此實施例中,選擇單元114計算頻譜數據FREQD
中位于運作頻率100千赫茲周圍5個取樣點的振幅總和(即振幅A50、A75、
A100、A125及A150的總和)作為雜訊等級NL_100K,并計算頻譜數據FREQD
中位于運作頻率FO_200K周圍5個取樣點的振幅總和(即振幅A150、A175、
A200、A225及A250的總和)作為雜訊等級NL_200K。接下來,選擇單元
114比較雜訊等級NL_100K、NL200K的大小,以選擇運作頻率FO_100K或
FO_200K作為工作頻率FW。在一實施例中,雜訊等級NL_100K小于
NL200K,選擇單元114選擇運作頻率FO_100K作為工作頻率FW,也就是
工作頻率FW為100千赫茲。在另一實施例中,頻譜數據FREQD中最大振
幅為振幅A50(即雜訊主頻Fnoise為50千赫茲),預設頻率FTH為25KHz,
且雜訊等級NL_100K小于NL200K。由于運作頻率FO_100K與雜訊主頻
Fnoise的差距大于預設頻率FTH,選擇單元114仍選擇運作頻率FO_100K作
為工作頻率FW。在又一實施例中,頻譜數據FREQD中最大振幅為振幅A75
(即雜訊主頻Fnoise為75千赫茲),預設頻率FTH為50KHz,且雜訊等級
NL_100K小于NL200K。在此狀況下,由于運作頻率FO_100K與雜訊主頻
Fnoise的差距小于預設頻率FTH,選擇單元114改為選擇運作頻率FO_200K
作為工作頻率FW,也就是工作頻率FW為200千赫茲。

需注意的是,多個運作頻率FO_1~FO_C可能不為快速傅立葉轉換解析
度整數倍。在此狀況下,在計算雜訊等級NL_1~NL_C時,選擇單元114會
計算頻譜數據FREQD中距離運作頻率FO_1~FO_C每一者最近的取樣點周
圍的多個取樣點振幅的總和。舉例來說,當多個運作頻率FO_1~FO_C其中
之一為333.3千赫茲且快速傅立葉轉換的解析度為25千赫茲時,選擇單元114
計算與運作頻率333.3千赫茲最近的取樣點325千赫茲周圍的5個取樣點的
振幅總和(即振幅A275、A300、A325、A350、A375的總和),作為運作頻
率333.3千赫茲的雜訊等級。

上述實施例利用快速傅立葉轉換取得觸控系統中多個傳感信道中任意一
者產生的傳感信號,以快速取得對應于雜訊的頻譜數據。根據所得到的頻譜
數據,上述實施例可選擇合適的運作頻率作為觸控系統感應觸控位置的工作
頻率,以避免環境雜訊影響觸控系統的運作。通過本發明,觸控系統可以低
成本且高效率的方式來選擇觸控系統中多個傳感信道的工作頻率。根據不同
應用及設計理念,本領域技術人員應可據此實施合適的更動及修改。舉例來
說,儲存在儲存單元110的傳感信號TS為驅動信號D_1~D_A未驅動觸控
面板時傳感信號T_1~T_B其中任意多個的總和。在此狀況下,頻譜計算單
元112計算所得的頻譜數據FREQD可更貼近實際環境下的雜訊。

在一實施例中,頻率選擇模塊108可以不同的方式來實現。請參考圖2,
圖2為本發明實施例一頻率選擇模塊20的示意圖。頻率選擇模塊20可用來
實現圖1中的頻率選擇模塊108,包括一處理單元200、一儲存單元210以及
一通信接口單元220。處理單元200可為一微處理器或一特定應用集成電路
(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)。儲存單元210可為任一數據
儲存裝置,用來儲存一程序代碼214,處理單元200可通過儲存單元210讀
取及執行程序代碼214。舉例來說,儲存單元210可為用戶識別模塊(Subscriber
Identity Module,SIM)、只讀式存儲器(Read-Only Memory,ROM)、隨機存
取存儲器(Random-Access Memory,RAM)、光碟只讀存儲器(CD-ROM/
DVD-ROM)、磁帶(magnetic tape)、硬盤(hard disk)及光學數據儲存裝置
(optical data storage device)等,而不限于此。通信接口單元220用來根據處
理單元200的處理結果,傳送及接收數據。

上述實施例中頻率選擇模塊108計算雜訊的頻譜數據FREQD及選擇工
作頻率的流程可被歸納為一頻率選擇方法30,如圖3所示。頻率選擇方法30
可被應用于具有一觸控面板的觸控系統,用來選擇觸控面板中多個傳感信道
的一工作頻率(如圖1所示處理模塊104接收的驅動信號D_1~D_A及傳感
信號T_1~T_B的頻率)。頻率選擇方法30可被編譯為程序代碼214,且包括
以下步驟:

步驟300:開始。

步驟302:轉換該觸控面板中該多個傳感信道的多個傳感信號其中至少
一者的總和,以取得頻譜數據。

步驟304:根據該頻譜數據,選擇多個運作頻率其中之一作為該工作頻
率。

步驟306:結束。

根據頻率選擇方法30,觸控系統首先轉換觸控面板中多個傳感信道所產
生的多個傳感信號至少一者的總和,以取得對應于雜訊的頻譜數據。在一實
施例中,觸控系統是根據多個傳感信道未被驅動時所產生的多個傳感信號其
中之一,利用快速傅立葉轉換來產生對應于雜訊的頻譜數據。接下來,觸控
系統根據頻譜數據,選擇多個運作頻率其中之一作為多個傳感信道的工作頻
率。舉例來說,觸控系統計算頻譜數據中多個運作頻率的每一運作頻率周圍
多個取樣點振幅的總和,以取得多個雜訊等級。通過比較多個雜訊等級間的
大小,觸控系統選擇對應于該多個雜訊等級中最小雜訊等級的運作頻率作為
觸控面板中多個傳感信道的工作頻率。

需注意的是,為了避免窄頻大雜訊造成觸控系統不正常工作,觸控系統
可限制工作頻率與一雜訊主頻間的差距必須大于一預設頻率,其中雜訊主頻
對應于頻譜數據中的最大振幅。

本領域技術人員當可依本發明的精神加以結合、修飾或變化以上所述的
實施例,而不限于此。前述的所有流程的步驟(包含建議步驟)可通過裝置
實現,裝置可為硬件、固件(為硬件裝置與計算機指令與數據的結合,且計
算機指令與數據屬于硬件裝置上的只讀軟件)或電子系統。硬件可為模擬微
計算機電路、數字微計算機電路、混合式微計算機電路、微計算機芯片或硅
芯片。電子系統可為系統單芯片(system on chip,SOC)、系統級封裝(system
in package,SiP)、嵌入式計算機(computer on module,COM)及頻率選擇
模塊20。

上述實施例中的觸控系統利用快速傅立葉轉換取得觸控系統中多個傳感
信道中至少一者產生的傳感信號,來快速取得對應于雜訊的頻譜數據。根據
所得到的頻譜數據,觸控系統選擇合適的運作頻率作為觸控系統中用來感應
觸控位置的工作頻率,從而以低成本且高效率的方式來避免雜訊影響觸控系
統的運作。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本
領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和
原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護
范圍之內。

關 鍵 詞:
頻率 選擇 模塊 相關 運算 裝置 方法
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