線性系統係數推定方法及使用該方法的集成電路、觸摸面板系統、以及電子設備的製作方法
2023-05-15 07:08:51
線性系統係數推定方法及使用該方法的集成電路、觸摸面板系統、以及電子設備的製作方法
【專利摘要】本發明設有噪聲去除部(101)，該噪聲去除部(101)通過對所述線性和信號進行濾波來去除疊加於對象係數的N個線性和信號的噪聲，推定部(105)通過基於去除噪聲後得到的N個線性和信號的信號與所述N個M維矢量的內積運算來推定所述M個對象係數的值。
【專利說明】線性系統係數推定方法及使用該方法的集成電路、觸摸面 板系統、以及電子設備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及推定或者檢測構成為矩陣狀的靜電電容的電容值的線性系統係數推 定方法及使用該方法的集成電路、觸摸面板系統、以及電子設備。
【背景技術】
[0002] 作為檢測分布成矩陣狀的靜電電容值的裝置，專利文獻1中揭示了以下電容檢測 電路，該電容檢測電路檢測出在Μ根驅動線與L根感測線之間形成的靜電電容矩陣的靜電 電容值分布。在上述電容檢測裝置中，利用了當手指或筆接觸觸摸面板時，接觸位置的靜電 電容的電容值變小這一現象，通過檢測上述電容值的變化，來檢測手指或筆與觸摸面板的 接觸位置。
[0003] 圖13是表示現有的觸摸面板系統900的構成的示意圖。此外，圖14是用於說明 觸摸面板系統900的驅動方法的圖。觸摸面板系統900包括觸摸面板902和觸摸面板控制 器903。觸摸面板902具有驅動線DL1?DL4、感測線SL1?SL4、以及設置在驅動線DL1? DL4與感測線SL1?SL4相交的位置上的靜電電容C11?C44。此外，觸摸面板控制器903 具有驅動部904及放大器908。
[0004] 以下，在觸摸面板系統900中，對利用何種方法將靜電電容值轉換成測定值（檢測 值）進行說明。
[0005] 驅動部904基於圖14的式3所示的4行4列碼序列，對驅動線DL1?DL4進行驅 動。當碼序列的碼元為"1"時，驅動部904施加電源電壓VDD，當碼元為"0"時，施加零伏 特。
[0006] 觸摸面板系統900具有4個放大器908,設置為分別與感測線SL1?SL4相對應。 4個放大器908沿著由驅動部904所驅動的感測線SL1?SL4,接受靜電電容的線性和Υ1? Υ4並對其進行放大。
[0007] 具體而言，例如，在由上述4行Χ4列的碼序列進行的4次驅動中的第1次驅動時， 驅動部904對驅動線DL1施加電源電壓VDD，對其餘驅動線DL2?DL4施加零伏特。然後， 例如從感測線SL3,將與圖14的式1所示的靜電電容C31相對應的輸出作為測定值Υ1提供 給放大器908。
[0008] 然後，在第2次驅動時，對驅動線DL2施加電源電壓VDD，對其餘驅動線DL1、DL3和 DL4施加零伏特。然後，例如從感測線SL3,將與圖14的式2所示的靜電電容C32相對應的 輸出作為測定值Y2提供給放大器908。
[0009] 同樣，在第3次驅動時，對驅動線DL3施加電源電壓VDD，對其餘驅動線施加零伏 特。之後，在第4次驅動時，對驅動線DL4施加電源電壓VDD，對其餘驅動線施加零伏特。通 過第3次驅動、第4次驅動，分別獲得與靜電電容C3、C4相對應的測定值Y3、Y4。
[0010] 由此，如圖14的式3及式4所示，將測定值丫1、￥2、￥3、￥4分別與靜電電容值(：1、 C2、C3、C4相關聯。
[0011] 現有技術文獻
[0012] 專利文獻
[0013] 專利文獻1 :日本公開專利公報"特開2005 - 152223號公報（平成17年6月16 日公開）"
【發明內容】
[0014] 發明所要解決的技術問題
[0015] 如上所述，在觸摸面板900中，能根據靜電電容值獲得測定值（檢測值）。
[0016] 然而，在觸摸面板系統900中存在如下問題，S卩：一次的測定只能取得與一根驅動 線相交的電容數據，由於噪聲分量不會變小，因此難以正確地檢測靜電電容的電容變化。
[0017] 即，現有的觸摸面板系統900易於受到噪聲的影響，換言之，存在耐噪聲性能較低 的問題。
[0018] 本發明是鑑於上述問題點而完成的，其目的在於提供一種耐噪聲性能較高的線性 系統係數推定方法及使用該方法的集成電路、觸摸面板系統、以及電子設備。
[0019] 解決技術問題所採用的技術方案
[0020] 本發明所涉及的線性系統係數推定方法中，利用N個Μ維矢量對Μ個對象係數進 行並列驅動並獲得所述對象係數的Ν個線性和，通過所述對象係數的Ν個線性和信號與所 述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值，所述線性系統係數推定方法的 特徵在於，包括：噪聲去除步驟，在該噪聲去除步驟中，通過對所述線性和信號進行濾波，來 去除疊加於所述對象係數的Ν個線性和信號的噪聲；以及推定步驟，在該推定步驟中，通過 基於由所述噪聲去除步驟去除噪聲後得到的Ν個線性和信號的信號與所述Ν個Μ維矢量的 內積運算來推定所述Μ個對象係數的值。
[0021] 根據上述特徵，通過對所述線性和信號進行濾波來去除疊加於對象係數的Ν個線 性和信號的噪聲，並通過基於去除所述噪聲後得到的Ν個線性和信號的信號與所述Ν個Μ 維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值。
[0022] 因此，Μ個對象係數的值是在通過對線性和信號的濾波來將噪聲去除之後再進行 推定的。因此，所推定的Μ個對象係數的值不受噪聲的影響。即，本發明所涉及的線性系統 係數推定方法是耐噪聲性能較高的線性系統係數推定方法。
[0023] 本發明所涉及的集成電路包括：驅動部，該驅動部利用Ν個Μ維矢量對Μ個對象系 數進行並列驅動，以及推定部，該推定部獲得所述對象係數的Ν個線性和，通過所述對象系 數的Ν個線性和信號與所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值，所述 集成電路的特徵在於，還包括噪聲去除部，該噪聲去除部通過對所述線性和信號進行濾波， 來去除疊加於所述對象係數的Ν個線性和信號的噪聲，所述推定部通過基於由所述噪聲去 除部去除噪聲後得到的Ν個線性和信號的信號與所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述 Μ個對象係數的值。
[0024] 根據上述特徵，噪聲去除部通過對所述線性和信號進行濾波來去除疊加於對象系 數的Ν個線性和信號的噪聲，推定部通過基於去除噪聲後得到的Ν個線性和信號的信號與 所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值。
[0025] 因此，Μ個對象係數的值是在線性和信號的噪聲被去除之後再進行推定的。因此， 所推定的Μ個對象係數的值不受噪聲的影響。即，本發明所涉及的集成電路是耐噪聲性能 較1?的集成電路。
[0026] 本發明所涉及的觸摸面板系統的特徵在於，包括：本發明所涉及的集成電路；以 及由所述集成電路所控制的觸摸面板。
[0027] 根據上述特徵，本發明的觸摸面板系統所具備的集成電路中所設置的噪聲去除部 通過對所述線性和信號進行濾波來去除疊加於對象係數的N個線性和信號的噪聲，推定部 通過基於去除噪聲後得到的N個線性和信號的信號與所述N個Μ維矢量的內積運算來推定 所述Μ個對象係數的值。
[0028] 因此，Μ個對象係數的值是在線性和信號的噪聲被去除之後再進行推定的。因此， 所推定的Μ個對象係數的值不受噪聲的影響。即，本發明所涉及的觸摸面板系統是耐噪聲 性能較高的觸摸面板系統。
[0029] 本發明的電子設備的特徵在於，包括：本發明所涉及的集成電路；由所述集成電 路控制的觸摸面板；以及與所述觸摸面板重疊或者內置有所述觸摸面板的顯示面板。
[0030] 根據上述特徵，本發明的電子設備所具備的集成電路中所設置的噪聲去除部通過 對所述線性和信號進行濾波來去除疊加於對象係數的Ν個線性和信號的噪聲，推定部通過 基於去除噪聲後得到的Ν個線性和信號的信號與所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述 Μ個對象係數的值。
[0031] 因此，Μ個對象係數的值是在線性和信號的噪聲被去除之後再進行推定的。因此， 所推定的Μ個對象係數的值不受噪聲的影響。即，本發明所涉及的電子設備是耐噪聲性能 較高的電子設備。
[0032] 發明效果
[0033] 如上所述，本發明所涉及的線性系統係數推定方法包括：噪聲去除步驟，在該噪聲 去除步驟中，通過對所述線性和信號進行濾波來去除疊加於對象係數的Ν個線性和信號重 疊的噪聲；以及推定步驟，在該推定步驟中，通過基於由所述噪聲去除步驟去除噪聲後得到 的Ν個線性和信號的信號與所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值。 [0034] 由此，起到能提供一種耐噪聲性能較高的線性系統係數推定方法的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035] 圖1是表示本發明的觸摸面板系統的結構的示意圖。
[0036] 圖2是表示碼長為15的Μ序列的具體示例的圖。
[0037] 圖3 (a)是表不施加噪聲前的線性和信號的圖，圖3 (b)是表不施加噪聲後的信號 的圖，圖3(c)是表示來自濾波器的輸出信號的圖。
[0038] 圖4(a)是表不施加噪聲前的線性和信號的圖，圖4(b)是表不施加特性發生了變 化的噪聲後的信號的圖，圖4(c)是表示使用非自適應濾波器的濾波器對施加噪聲後的信 號進行處理時的信號的圖。
[0039] 圖5是表示具備濾波器的本發明的觸摸面板系統的結構的示意圖。
[0040] 圖6是表示本發明的觸摸面板系統所使用的濾波器的結構的示意圖。
[0041] 圖7(a)是表示施加特性發生了變化的噪聲前的線性和信號的圖，圖7(b)是表示 施加特性發生了變化的噪聲後的信號的圖，圖7(c)是表示使用係數不可變更的噪聲濾波 器對上述施加噪聲後的信號進行處理時的信號的圖。圖7(d)是表示使用濾波器對上述施 加噪聲後的信號進行處理時的信號的圖，圖7(e)是表示係數計算部的輸出信號的圖。
[0042] 圖8(a)是表示輸入至係數可變更的濾波器的電容圖案的圖，圖8(b)是表示根據 電容圖案由濾波器所推定得到的電容圖案的圖。
[0043] 圖9是表示具備係數可變更的其它濾波器的本發明的觸摸面板系統的結構的示 意圖。
[0044] 圖10是表示本發明的觸摸面板系統所使用的係數可變更的濾波器的結構的示意 圖。
[0045] 圖11是表示本發明的電子設備的一個示例所涉及的行動電話的結構的功能框 圖。
[0046] 圖12是表示本發明的參考所涉及的觸摸面板系統的結構的示意圖。
[0047] 圖13是表示現有的觸摸面板系統的結構的示意圖。
[0048] 圖14是表示用於驅動觸摸面板系統的碼序列的結構的圖。
【具體實施方式】
[0049] 下面，參照圖1?12,詳細說明本發明的實施例。其中，對於各實施方式所記載的 結構部件的尺寸、材質、形狀、相對配置等，只要未特別作特定的記載，則本發明範圍並不僅 限於此，其僅僅只是說明。
[0050] (作為實施方式的前提的結構）
[0051] (線性系統係數推定方法的示例；觸摸面板系統800)
[0052] 圖12是表示本發明的參考例所涉及的觸摸面板系統800的結構的示意圖。
[0053] 觸摸面板系統800包括觸摸面板802和觸摸面板控制器803。觸摸面板802具有 Μ根驅動線DL1?DLM和多根感測線。但是為了說明的簡潔化，對於感測線，以僅設置1根 感測線SL的情況進行說明。在驅動線DL1?DLM與感測線SL相交的位置上配置有靜電電 容值分別為Q?C M的靜電電容C1?CM。
[0054] 在觸摸面板控制器803內設置有驅動部804。驅動部804對驅動線DL1?DLM進 行並列驅動。當碼序列Η的碼元為" 1"時，驅動部804施加電壓V，當碼元為"-1"時，施加 電壓-V。
[0055] 觸摸面板控制器803具有配置在與感測線SL相對應的位置的放大器806。放大器 806接受沿著由驅動部804所驅動的靜電電容的感測線SL的下式（式5)所示的線性和信 號1，並對其進行放大。
[0056]【數學式1】
[0057]
【權利要求】
1. 一種線性系統係數推定方法， 該線性系統係數推定方法利用N個Μ維矢量對Μ個對象係數進行並列驅動並獲得所述 對象係數的Ν個線性和，通過所述對象係數的Ν個線性和信號與所述Ν個Μ維矢量的內積 運算來推定所述Μ個對象係數的值，所述線性系統係數推定方法的特徵在於，包括 ： 噪聲去除步驟，在該噪聲去除步驟中，通過對所述線性和信號進行濾波，來去除疊加於 所述對象係數的Ν個線性和信號的噪聲；以及 推定步驟，在該推定步驟中，通過基於由所述噪聲去除步驟去除噪聲後得到的Ν個線 性和信號的信號與所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值。
2. 如權利要求1所述的線性系統係數推定方法，其特徵在於， 所述噪聲去除步驟利用離散時間濾波器對所述線性和信號進行濾波。
3. 如權利要求2所述的線性系統係數推定方法，其特徵在於， 所述Ν個Μ維矢量是通過從基於碼長為Ν的Μ序列的Ν個碼序列中以不包含延遲了延 遲時鐘的量後得到的碼序列的方式選擇Κ個碼序列（Κ<Ν)而構成。
4. 如權利要求1所述的線性系統係數推定方法，其特徵在於， 所述噪聲去除步驟利用自適應濾波器對所述線性和信號進行濾波。
5. -種集成電路， 該集成電路包括：驅動部，該驅動部利用Ν個Μ維矢量對Μ個對象係數進行並列驅動； 以及推定部，該推定部獲得所述對象係數的Ν個線性和，通過所述對象係數的Ν個線性和信 號與所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值，所述集成電路的特徵在 於， 還包括噪聲去除部，該噪聲去除部通過對所述線性和信號進行濾波，來去除疊加於所 述對象係數的Ν個線性和信號的噪聲， 所述推定部通過基於由所述噪聲去除部去除噪聲後得到的Ν個線性和信號的信號與 所述Ν個Μ維矢量的內積運算來推定所述Μ個對象係數的值。
6. 如權利要求5所述的集成電路，其特徵在於， 所述噪聲去除部包含離散時間濾波器。
7. 如權利要求6所述的集成電路，其特徵在於， 作為所述Ν個Μ維矢量，通過從基於碼長為Ν的Μ序列的Ν個碼序列中以不包含延遲 了延遲時鐘的量後得到的碼序列的方式選擇Κ個碼序列（Κ<Ν)而構成。
8. 如權利要求5所述的集成電路，其特徵在於， 所述噪聲去除部包含自適應濾波器。
9. 一種觸摸面板系統，其特徵在於，包括： 權利要求5至8的任一項所述的集成電路；以及 由所述集成電路控制的觸摸面板。
10. -種電子設備，其特徵在於，包括： 權利要求5至8的任一項所述的集成電路； 由所述集成電路控制的觸摸面板；以及 與所述觸摸面板重疊、或者內置有所述觸摸面板的顯示面板。
【文檔編號】G06F3/044GK104094201SQ201380004869
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年1月9日 優先權日:2012年1月10日
【發明者】金澤雄亮 申請人:夏普株式會社