触控面板以及触控输入系统的制作方法

1.本发明涉及一种触控面板以及触控输入系统，尤其是一种在有限时间内提升上行信号传输量的触控面板以及触控输入系统。


背景技术：

2.随着科技进步，触控感测技术持续改良，其中以触控笔直接对触控面板输入，因其可模仿传统书写工具的感觉且容易操作，因而变得流行。
3.目前以触控笔操作电容式触控面板的方式大致上分为主动式触控及被动式触控。主动式触控的输入方式是以主动触控笔点触，然而每次触控的接触时间非常短，因此触控面板与主动触控笔用来传输上行信号的时间非常受限。现有技术为了有效缩短上行信号的占用时间，大幅缩减上行信号中的数据量，因此牺牲了通信协议的弹性。或是为了缩短上行信号的占用时间，将欲传输的数据以额外的通信装置传输，例如使用蓝牙装置，因此也增加了许多成本。在此情形下，如何在有限时间内，提升触控面板与主动触控笔的上行信号的传输量便成为业界关注的课题之一。


技术实现要素：

4.因此，本发明的主要目的即在于提供一种触控面板以及触控输入系统，以提升触控面板与主动触控笔的上行信号的传输量。
5.本发明提供一种触控面板，包括：一存储器；一发送模块；以及一触控面板控制器；其中，该触控面板控制器控制所述发送模块发送一上行信号以与一主动触控笔同步时序并双向沟通；其中所述上行信号包含有：一前导码，储存于所述存储器，用于同步时序；一数字信息，用于所述主动触控笔和所述触控面板双向沟通；以及一循环冗余校验，用来执行一数据错误检测或一错误修正；其中所述上行信号包含复数个位元数据，其中所述复数个位元数据至少包含四位元数据，所述前导码至少包含二位元数据，所述数字信息至少包含一位元数据，以及所述循环冗余校验至少包含一位元数据。
6.本发明提供一种触控输入系统，包括：一触控面板，用以发送一上行信号；以及一主动触控笔，用以解析所述上行信号，并根据所述上行信号以与所述触控面板同步时序并双向沟通；其中，所述上行信号包含有：一前导码，用于同步时序；一数字信息，用于所述主动触控笔和所述触控面板双向沟通；以及一循环冗余校验，用来执行一数据错误检测或一错误修正；其中所述上行信号包含复数个位元数据，其中所述复数个位元数据至少包含四位元数据，所述前导码至少包含二位元数据，所述数字信息至少包含一位元数据，以及所述循环冗余校验至少包含一位元数据。
附图说明
7.图1为本发明实施例一触控输入系统的示意图。
8.图2为本发明实施例的触控面板与主动触控笔连接方法的流程图。
9.图3为现有技术中使用最大长度序列码传送的一上行信号的示意图。
10.图4为本发明实施例的上行信号的示意图。
11.图5为本发明实施例一最大长度序列码的波形示意图。
12.附图标记说明：
13.1:触控输入系统
14.2:流程
15.10:触控面板
16.102:存储器
17.104:触控面板控制器
18.106:发送模块
19.20:主动触控笔
20.202:主动触控笔控制器
21.204:接收模块
具体实施方式
22.下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
23.请参考图1，图1为本发明实施例一触控输入系统1的示意图。触控输入系统1包含有一触控面板10以及一主动触控笔20。触控面板10包含有一存储器102、一触控面板控制器104以及一发送模块106。主动触控笔20包含有一主动触控笔控制器202以及一接收模块204。主动触控笔20接触触控面板10时，触控面板10与主动触控笔20会建立连接以同步时序并双向沟通。需注意的是，触控输入系统1仅表示建立连接以同步时序所需的必要元件，其基本架构为本领域所熟知，故不赘述。
24.关于触控输入系统1中触控面板10与主动触控笔20建立连接的方法，可归纳为一流程2，如图2所示。流程2包含以下步骤：
25.步骤s200：开始。
26.步骤s202：触控面板控制器104控制发送模块106定时发送一上行信号。
27.步骤s204：主动触控笔控制器202控制接收模块204接收上行信号。
28.步骤s206：主动触控笔20解析上行信号以与触控面板10同步时序并双向沟通。
29.步骤s208：结束。
30.根据流程2，于步骤s202中，触控面板控制器104必须定时发送一同步信号，主动控制笔20先根据同步信号与触控面板10同步时序，才能建立两者之间的连接。因此，触控面板控制器104控制发送模块106发送上行信号给主动触控笔12。上行信号包含有一前导码(preamble)、一数字信息以及一循环冗余校验(cycle redundancy check，crc)。其中，前导码是用于同步时序的一预定信息，并储存于存储器102中；数字信息用于主动触控笔12和触控面板10双向沟通；循环冗余校验用来执行一数据错误检测或一错误修正。详细来说，由触控面板10所发送的上行信号以直接序列扩频(dsss,direct-sequence spread spectrum)技术使用复数个伪噪声码(pn code,pseudo noise code)来发送。伪噪声码为最大长度序列码(mls code,maximum length sequence code)、巴克码(barker code)或嵌入式巴克码(nestedbarker code)。
31.于步骤s204中，主动触控笔控制器202控制接收模块204接收上行信号。于步骤s206中，主动触控笔20解析上行信号，根据上行信号中的前导码，可以使主动触控笔20与触控面板10同步时序，因此可以建立主动触控笔20与触控面板10的连接并双向沟通。
32.请参考图3，图3为现有技术中使用最大长度序列码发送的一上行信号3的示意图。上行信号3中的前导码包含3位元数据，数字信息包含25位元数据，循环冗余校验包含5位元数据。也就是说上行信号3一共包含33位元数据。上行信号3中的每一位元数据使用由31切片(chips)组成的一组最大长度序列码来发送。一般而言，每一切片会耗时1微秒(μs)来发送，也就是一组最大长度序列码需要31微秒来发送。在此现有技术中，包含33位元数据的上行信号3将会耗时1023微秒(μs)来发送。然而，若触控面板10为一内嵌式(in-cell)触控面板，显示功能与触控功能需分时使用内嵌式触控面板的一薄膜电极，因此触控功能所分配到的一响应时间会非常受限。举例来说，一非晶(amorphous)内嵌式触控面板分配给触控功能的响应时间约为170微秒，以及一低温多晶硅(low temperature poly-silicon,ltps)内嵌式触控面板分配给触控功能的响应时间约为250微秒。而现有技术中的上行信号3会耗时1023微秒，超过了内嵌式触控面板分配给触控功能的响应时间170～250微秒，也就是说现有技术中的上行信号3不适合用在内嵌式触控面板与主动触控笔的同步时序以及双向沟通。
33.为了改善发送上行信号3会耗时过长的缺点，本发明利用调变复数个位元数据为复数个标志(symbols)数据，再以直接序列扩频技术使用复数个伪噪声码来发送复数个标志数据，以解决上述缺点。
34.详细来说，请参考图4，图4为本发明实施例的一上行信号4的示意图。上行信号4中的前导码包含12位元数据，数字信息包含24位元数据，循环冗余校验包含4位元数据，也就是说上行信号4一共包含40位元数据。详细来说，触控面板控制器104调变前导码的12位元数据为3个标志数据、24位元数据的数字信息为6个标志数据，4位元数据的循环冗余校验为1个标志数据。换言之，触控面板控制器104调变每4个位元数据为1个标志数据。触控面板控制器104再以直接序列扩频技术使用10个伪噪声码来发送10个标志数据。详细来说，上行信号4中的每一标志数据使用由24切片组成的一组最大长度序列码来发送，例如，标志数据symbol_3为{1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1}。一般而言，每一切片会耗时1微秒来发送，也就是一组最大长度序列码需要24微秒来发送。在本发明实施例中，包含10个标志数据的上行信号4将会耗时240微秒来发送。因此，若触控面板10为低温多晶硅内嵌式触控面板，其分配给触控功能的响应时间约为250微秒，也就是说本发明实施例中触控面板控制器104调变并发送上行信号4的响应时间小于250微秒，因此克服了现有技术中响应时间过长的问题。
35.举例来说，请参考下列表1，表1为本发明实施例一组最大长度序列码发送1个标志数据的示意图，其中1个标志数据表示4位元数据。表1中的第一行{data_0,data_1
…
,data_f}为4位元数据的表示符号，第二行为4位元数据相对应的最大长度序列码。
36.表1
37.data_00x65aa56data_10x569a99data_20x9a9956
data_30x6695a6data_40xa59969data_50x59966adata_60x96a665data_70xa99695data_80x9a55a9data_90xa96566data_a0x6566a9data_b0x966a59data_c0x5a6696data_d0xa66995data_e0x69599adata_f0x56696a
38.详细而言，例如data_1相对应的最大长度序列码0x569a99为{-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1}的简书，其中每一数字表示一个切片(chip)，-1表示低电位以及1表示高电位，data_1的波形如图5所示。
39.在一实施例中，本发明复数个标志数据的每一标志数据互为一低度相关、一零相关或是一高度负相关。举例来说，标志数据data_0相对应的最大长度序列码0x65aa56为{-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1}以及标志数据data_1相对应的最大长度序列码0x569a99为{-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1}，标志数据data_0与标志数据data_1的一向量内积为{1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1}，矢量内积每一数字的和sum{1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1}为0，因此标志数据data_0与标志数据data_1为零相关。需注意地，复数个标志数据的每一标志数据另可以互为正交的高度负相关。例如，data_8相对应的最大长度序列码0x9a55a9为{1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1}，标志数据data_0与标志数据data_8的一向量内积为{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1}，矢量内积每一数字的和sum{-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1}为-24，因此标志数据data_0与标志数据data_8互为正交，也就是高度负相关。
40.在另一实施例中，请参考下列表2，本发明的一上行信号5中的前导码包含12位元数据，数字信息包含12位元数据，循环冗余校验包含4位元数据，也就是说上行信号4一共包含28位元数据。详细来说，触控面板控制器104调变前导码的12位元数据为3个标志数据、12位元数据的数字信息为3个标志数据，4位元数据的循环冗余校验为1个标志数据。换言之，触控面板控制器104调变每4个位元数据为1个标志数据。触控面板控制器104再以直接序列扩频技术使用7个伪噪声码来发送7个标志数据。详细来说，上行信号4中的每一标志数据使用由22切片组成的一组最大长度序列码来发送，一般而言，每一切片会耗时1微秒来发送，也就是一组最大长度序列码需要22微秒来发送。在本发明实施例中，包含7个标志数据的上行信号5将会耗时154微秒来发送。因此，若触控面板10为非晶内嵌式触控面板，其分配给触
控功能的响应时间约为170微秒，也就是说本发明实施例中触控面板控制器104调变并发送上行信号5的响应时间小于170微秒，因此克服了现有技术中响应时间过长的问题。
41.表2
[0042][0043][0044]
在另一实施例中，请参考表2，本发明的一上行信号6中的前导码包含12位元数据，数字信息包含16位元数据，循环冗余校验包含4位元数据，也就是说上行信号6一共包含32位元数据。详细来说，触控面板控制器104调变前导码的12位元数据为3个标志数据、16位元
数据的数字信息为4个标志数据，4位元数据的循环冗余校验为1个标志数据。换言之，触控面板控制器104调变每4个位元数据为1个标志数据。触控面板控制器104再以直接序列扩频技术使用5个由30切片组成的伪噪声码来发送4个数字信息的标志数据和1个循环冗余校验的标志数据，以及3个由32切片组成的伪噪声码来发送3个前导码的标志数据。一般而言，每一切片会耗时1微秒来发送在本发明实施例中，包含8个标志数据的上行信号6将会耗时246微秒来发送。因此，若触控面板10为低温多晶硅内嵌式触控面板，其分配给触控功能的响应时间约为246微秒，也就是说本发明实施例中触控面板控制器104调变并发送上行信号6的响应时间小于250微秒，因此克服了现有技术中响应时间过长的问题。
[0045]
更进一步地，请参考表2，本发明的上行信号由复数个切片组成，复数个切片又可分为复数个标志数据，每一标志数据包含复数个位元数，上行信号中前导码的复数个切片的切片数量与该前导码的每一标志数据包含的位元数量之比值不大于12，上行信号中数字信息及该循环冗余校验的复数个切片的切片数量与该数字信息及该循环冗余校验的每标志数据包含的位元数量之比值不大于12。
[0046]
需注意的是，触控输入系统1为本发明的实施例，本领域普通技术人员当可依本发明的精神加以结合、修饰或变化以上所述的实施例，而不限于此。上述所有的说明、步骤及/或流程(包含建议步骤)，可通过硬件、软件、韧体(即硬件装置与计算机指令的组合，硬件装置中的数据为只读软件数据)、电子系统或上述装置的组合等方式实现。硬件可包含模拟电路、数字电路及/或混合电路(即微电路、微芯片或硅芯片)。电子系统可包含系统单晶片(system on chip，soc)、系统封装(system in package，sip)、计算机模块(computer on module，com)及触控输入系统1。本发明的流程步骤与实施例可以程序码或指令的型态存在而储存于存储器102中。存储器102可为计算机可读存储介质，存储器102可包括只读存储器(read-only memory，rom)、快闪存储器(flash memory)、随机存取存储器(random-access memory，ram)、用户识别模块(subscriber identity module，sim)、硬盘、软盘或光盘只读存储器(cd-rom/dvd-rom/bd-rom)，但不以此为限。上述流程及实施例可被编译成程序代码或指令并储存于存储器102。触控面板控制器104可用于读取与执行存储器102中所储存的程序码或指令以实现前述所有步骤与功能。
[0047]
综上所述，相较于现有技术中的上行信号会耗时1023微秒，超过了内嵌式触控面板分配给触控功能的响应时间170～250微秒。本发明触控面板控制器调变上行信号的复数个位元数据为复数个标志数据，再以直接序列扩频技术由复数个切片组成的伪噪声码来发送上行信号，使得本发明实施例中发送上行信号的响应时间小于170～250微秒，因此克服了现有技术中响应时间过长的问题。
[0048]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。