CN101739184B - 电容式触摸板及其接触点检测方法 - Google Patents

Abstract

一种电容式触摸板及其接触点检测方法，适于在电容式触摸板上检测多个接触点。所述电容式触摸板包含矩阵式排列的多个第一维度感测线及多个第二维度感测线，并在通过扫描电容式触摸板发现第一接触点与第二接触点同时存在于电容式触摸板上时，根据所检测到的第一维度感测线的电流与第二维度感测线的电流来判断第一接触点与第二接触点的位置。其中，每个第一维度感测线的电容值沿第一方向递减，而每个第二维度感测线的电容值沿第二方向递减。

Description

电容式触摸板及其接触点检测方法

技术领域

本发明涉及一种电容式触摸板，且特别涉及一种具备单向电容递减特性的电容式触摸板及其接触点检测方法。

背景技术

随着科技的进步，人类的生活与各种电子装置之间已经密不可分，特别象电视、计算机与移动通讯系统等多媒体信息系统，更是为大部分人士经常使用。因此，如何能够令使用者更轻易地使用或携带这些电子装置，已经成为一个重要的课题。而为了减少电子装置的体积，利用触摸板来取代一些输入装置，如键盘或鼠标等，已经是十分常见的技术。

一般来说，触摸板主要被分成电阻式触摸板、电容式触摸板以及光学式触摸板等几类，其分类方式主要是以触摸板上的接触点的感应方式作为依据。举例来说，电容式触摸板就是利用接触点产生的电容所导致的电流变化来检测接触点的位置，其检测方法详细公开于美国第6297811号专利中，其内容可作为相关的技术参考，在此不予赘述。

然而，由于电容式触摸板的既定检测技术的限制，其应用层面也无法有效地扩展。参照图1，其为现有技术所采用的电容式触摸板10的感测线结构示意图。其中，感测线E1、E2...E9等称为第一维度感测线，而感测线E31、E32...E39等称为第二维度感测线，各第一维度感测线彼此平行排列(两个第一维度感测线之间有一定的距离)，各第二维度感测线彼此平行排列(两个第二维度感测线之间也有一定的距离)，且第一维度感测线E1、E2...E9等与第二维度感测线E31、E32...E39等之间彼此交叉而成阵列状排列。其中，每一条感测线上的电容值是固定的，例如各自使用多个电容片100为感测物。电容式触摸板10利用处理器12以分别扫描前述的各第一维度感测线E1、E2...E9与第二维度感测线E31、E32...E39，通过接触电容式触摸板10的物体与电容片100之间所形成的电容值，由该电容值所形成的电流来判断物体接触电容式触摸板10的接触点的位置。

依照上述的检测方式，电容式触摸板10可以轻易地检测出一个独立的接触点的位置。但是，当同时存在两个以上的接触点的时候，处理器12虽然可以在第一维度感测线与第二维度感测线上同时得到相对应的两个以上的坐标，却没有办法决定这些坐标之间的组合关系。换言之，由于第一维度感测线与第二维度感测线是分别进行扫描的，所以处理器12可以在第一维度感测线上得到两个以上的接触点位置，也可以在第二维度感测线上得到两个以上的接触点位置，但是究竟第一维度感测线上的哪一个接触点位置要对应到第二维度感测线上的哪一个接触点位置，却是目前的检测技术所无法决定的。

据此，前述的电容式触摸板10没有办法检测出同时存在的两个以上的接触点的准确位置，也因此导致电容式触摸板在应用层面上受到许多的限制。

发明内容

本发明提供一种电容式触摸板，其可供准确地检测出同时存在的多个接触点的位置。

本发明另外提供一种电容式触摸板的接触点检测方法，其可配合前述的电容式触摸板而检测同时存在的多个接触点的位置。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。

本发明一实施例提出一种电容式触摸板，用于检测物体碰触所述电容式触摸板时的接触点，所述电容式触摸板包含：多个第一维度感测线，所述多个第一维度感测线沿第一方向平行排列，且每个所述第一维度感测线的电容值沿着所述第一方向递减；处理器，用于扫描所述多个第一维度感测线，通过扫描所述多个第一维度感测线上的电流来判断所述接触点在所述多个第一维度感测线上的位置；以及多个第二维度感测线，所述多个第二维度感测线彼此平行排列且交叉所述多个第一维度感测线，每个所述第二维度感测线的电容值沿着第二方向递减，其中，所述处理器还用于扫描所述多个第二维度感测线，通过扫描所述多个第二维度感测线上的电流来判断所述接触点在所述多个第二维度感测线上的位置

本发明一实施例提出一种电容式触摸板的接触点检测方法，其适用于在电容式触摸板上检测多个接触点。其中，电容式触摸板包含矩阵式排列的多个第一维度感测线及多个第二维度感测线，而第一维度感测线彼此平行排列且第二维度感测线彼此平行排列。所述电容式触摸板的接触点检测方法包括：扫描所述电容式触摸板中的各个第一维度感测线及各个第二维度感测线，并在发现第一接触点与第二接触点同时存在于电容式触摸板上时，根据所检测到的第一维度感测线的电流与所述多个第二维度感测线的电流来判断第一接触点与第二接触点的位置。其中，每个第一维度感测线的电容值沿第一方向递减，且每个第二维度感测线的电容值沿第二方向递减。

本发明由于采用单向式电容递减的电容感测线结构，所以可以根据检测接触点时所得到的电流值大小关系(根据所述电流值而推得的接触点位置的电容值)从而得知接触点的相对位置。当有多个接触点同时存在于由本发明所提供的电容式触摸板上的时候，也可以利用相同的原理而分别得到各个接触点的正确位置。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术所采用的电容式触摸板的感测线结构示意图；

图2为根据本发明一实施例的电容式触摸板的感测线的结构示意图；

图3为根据本发明一实施例的接触点检测方法的执行步骤的流程图；

图4A为第一维度感测线上的电容值的分布示意图；

图4B为接触点在第一维度感测线的相对位置上的时候所测得的电流示意图；以及

图4C为实际接触点产生时的电流检测结果示意图。

【主要组件符号说明】

10、20：电容式触摸板

12、22：处理器

100、200、202、204、210、220、222、230、232、234、240、250、252：

电容片

201、203、231、233：导电线段

260：第一方向

270：第二方向

E1、E2、E9、P1、P2、P9：第一维度感测线

E31、E32、E39、P31、P32、P39：第二维度感测线

S300～S320：本发明一实施例的执行步骤

T：噪声电流值

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下结合参考附图的一实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

参照图2，其为根据本发明一实施例的电容式触摸板的感测线的结构示意图。在电容式触摸板20中，包括了横向的感测线(以下称为第一维度感测线)P1～P9、纵向的感测线(以下称为第二维度感测线)P31～P39以及处理器22。每个第一维度感测线P1～P9以及第二维度感测线P31～P39分别具有多个电容片200～210以与靠近电容式触摸板20的物体间产生电容效应。

举例来说，第一维度感测线P1包括了电容片200、202、204与210等，这些电容片200～210的面积沿着由左向右的方向(以下称为第一方向)260递减，且电容片200与电容片202之间利用第一维度导电线段201电耦接，电容片202与电容片204之间利用第一维度导电线段203电耦接；类似的，其余的第一维度感测线P2～P9上的电容片的面积也是沿着第一方向260递减，且相邻的电容片之间也各使用一条第一维度导电线段电耦接。在另一方面，第二维度感测线P31包括了电容片230、232、234与240等，这些电容片230～240的面积沿着由上向下的方向(以下称为第二方向)270递减，且电容片230与电容片232之间利用第二维度导电线段231电耦接，电容片232与电容片234之间利用第二维度导电线段233电耦接；类似的，其余的第二维度感测线P32～P39上的电容片的面积也会沿着第二方向270递减，且相邻的电容片之间也各使用一条第二维度导电线段电耦接。

此外，第一维度感测线P1～P9中位于第一方向260上同一个坐标处的电容片的面积是相同的；换句话说，由于第一维度感测线P1中的第一个电容片200与第一维度感测线P2中的第一个电容片220位于同一个垂直线上，所以两者被视为在第一方向260的同一个坐标上，且两者的面积在本实施例中被设计为相同。类似的，在本实施例的第二维度感测线P31～P39中位于第二方向270同一个坐标处的电容片的面积是相同的；举例来说，由于第二维度感测线P31中的第一个电容片230与第二维度感测线P32中的第一个电容片250位于同一个水平线上，所以两者被视为在第二方向270的同一个坐标上，且两者的面积在本实施例中被设计为相同。然而，虽然在本实施例中有这样相同电容面积的设计，但这并非本发明的必要条件之一。本领域的技术人员可依据本发明的精神，在实施时调整各感测线彼此之间的电容面积的相对关系。

再参照图2，如先前所述，第一维度感测线P1～P9以彼此平行的方式沿着第一方向260延伸，第二维度感测线P31～P39也以彼此平行的方式沿着第二方向270延伸；第一维度感测线P1～P9与第二维度感测线P31～P39彼此交叉而呈矩阵式排列。处理器22电耦接至各第一维度感测线P1～P9与第二维度感测线P31～P39，并通过这些感测线P1～P9、P31～P39的电流来判定接触点在电容式触摸板20上的位置。

为使本领域技术人员能理解如何运用前述的电容式触摸板架构来检测多个接触点，以下将详细叙述这种电容式触摸板上的接触点检测方法。

参照图3，其为根据本发明一实施例的接触点检测方法的执行步骤流程图。在本实施例中，电容式触摸板首先对前述的第一维度感测线与第二维度感测线进行扫描(步骤S300)，并在扫描发现有接触点存在的时候(步骤S310)，根据扫描时检测得到的电流值，配合第一维度感测线或第二维度感测线上的电容分布状况以判断接触点的实际位置(步骤S320)。其中，如何对第一维度感测线与第二维度感测线进行扫描，以及如何通过扫描这些感测线而得知是否有接触点存在于电容式触摸板上的技术，都已经为该领域的技术人员熟知。因此，以下将仅对步骤S320做更详细的解释，以使本领域技术人员能理解如何利用本发明所提供的触摸板架构以判断接触点的实际位置。

为了解说上的方便，同时参照图2与图4A～4C，其中，图4A所示为第一维度感测线上的电容值的分布示意图；图4B所示者为接触点在相对位置上的时候所可能测得的电流的示意图；图4C为实际接触点产生时的检测结果示意图。如图2与图4A所示，第一维度感测线P1的电容值会沿着第一方向260而从左向右递减，所以在图4A中可以看到，电容片200的电容值大于电容片202的电容值；同时，电容片202的电容值大于电容片204的电容值。在这种电容分布的设计下，当接触点落在第一维度感测线P1上的时候，所可测得的电流值将如图4B所示一样，从左往右递减。

图4A与图4B的状况适用于图2所示的第一维度感测线P1～P9的电容分布设计。因此，当多个接触点产生的时候，电容式触摸板20所使用的处理器22就可能扫描得到多个电流值存在。如图4C所示的实施例，处理器22在扫描第一维度感测线P2时检测得到一个电流，其电流值A1超过临界值T(即代表噪声产生的电流值)，因此可判断得知在第一维度感测线P2上出现了一个接触点；此外，处理器22在扫描第一维度感测线P9的时候检测得到一个电流，其电流值A2也超过临界值T，因此可判断得知在第一维度感测线P9上也出现了一个接触点。据此，可知这两个接触点在第一维度感测线P1～P9中的位置分别位在第一维度感测线P2与第一维度感测线P9上。因此，可将第一维度感测线P2当成所检测到的两个接触点的第一坐标值，并将第一维度感测线P9当成所检测到的两个接触点的第二坐标值。

而在第二维度感测线P31～P39，类似的，处理器22因为在第二维度感测线P31与P32处分别检测到超过临界值T的电流，所以判断得知在第二维度感测线P31与P32处分别出现接触点。据此，可知前述的两个接触点在第二维度感测线P31～P39中的位置分别位在第二维度感测线P31与第二维度感测线P32上，因此可将第二维度感测线P31当成所检测到的两个接触点的第三坐标值，并将第二维度感测线P32当成所检测到的两个接触点的第四坐标值。

在得到上述的几个坐标值之后，需要执行的便是如何组合这几个坐标值而得到接触点的实际位置。本发明提供了以下四种方法，择其中的任一种均可达到决定接触点的实际位置的目的。

根据公式I＝V*2*PI*(C_P+C_t)*f可知，由处理器22检测所得的电流大小在相同电压(V)、常数(PI)与频率(f)的条件下，只与电容值(包括寄生电容C_P与接触点电容C_t)相关(详见美国第6297811号专利)。因此，由于在第一维度感测线P2所检测到的电流值A1大于在第一维度感测线P9所检测到的电流值A2，所以在第一维度感测线P2上的接触点位置比在第一维度感测线P9上的接触点位置更靠电容式触摸板20的左方；换言之，此外，第一维感测线P2上的接触点位置比在第一维感测线P9上的接触点位置更靠近第二方向270的起始点。在前述被检测到在其上存在的接触点的第二维度感测线P31与P32两者之中，第二维度感测线P31比较靠近电容式触摸板20左方。据此，可以判定第一维度感测线P2(第一坐标值)与第二维度感测线P31(第三坐标值)的交点处为接触点的正确位置。

从另一个角度来看，第一维度感测线P9上的接触点位置比在第一维度感测线P2上的接触点位置更靠近第二方向270的终止点，所以可以判定第一维度感测线P9(第二坐标值)与第二维度感测线P32(第四坐标值)的交点处为另一个接触点的正确位置。

以上是以第一维度感测线为基准的两种接触点位置判断方法，但本领域技术人员应当理解也可以第二维度感测线为基准来判断接触点位置。与前述方式类似，由于在第二维度感测线P31上所检测到的电流值B2大于检测第二维度感测线P32时所得到的电流值B1，所以应该选择第一维度感测线P2与P9中较靠近第一方向260的起始点，也即第一维度感测线P2，与第二维度感测线P31的交点处为其中一个接触点的正确位置。从另一个角度来看，应该选择第一维度感测线P2与P9中较靠近第一方向260的终止点，也即第一维度感测线P9，与第二维度感测线P32的交点处为另一个接触点的正确位置。

如上所述，根据本发明所提供的技术将可轻易地判断同时出现在电容式触摸板上的多个接触点的位置。因此，该技术将可以把电容式触摸板扩展到多点控制的应用层面上，增加电容式触摸板的使用价值。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作出各种修改和变型，因此本发明的保护范围应以所附权利要求书的范围为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜索，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (6)

1.一种电容式触摸板，用于检测物体碰触所述电容式触摸板时的接触点，所述电容式触摸板包含：

多个第一维度感测线，所述多个第一维度感测线沿第一方向平行排列，且每个所述第一维度感测线的电容值沿着所述第一方向递减；

处理器，用于扫描所述多个第一维度感测线，通过扫描所述多个第一维度感测线上的电流来判断所述接触点在所述多个第一维度感测线上的位置：以及

多个第二维度感测线，所述多个第二维度感测线彼此平行排列且交叉所述多个第一维度感测线，每个所述第二维度感测线的电容值沿着第二方向递减，其中，所述处理器还用于扫描所述多个第二维度感测线，通过扫描所述多个第二维度感测线上的电流来判断所述接触点在所述多个第二维度感测线上的位置。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸板，其中每个所述第二维度感测线包含多个第二维度导电片及多个电耦接于相邻的所述多个第二维度导电片间的第二维度导电线段，每个所述第二维度感测线的所述多个第二维度导电片的接触面积沿着所述第二方向递减。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸板，其中每个所述第一维度感测线包含多个第一维度导电片及多个电耦接于相邻的所述多个第一维度导电片之间的第一维度导电线段，每个所述第一维度感测线的所述多个第一维度导电片的接触面积沿着所述第一方向递减。

4.一种电容式触摸板的接触点检测方法，适于在电容式触摸板上检测多个接触点，其中，所述电容式触摸板包含矩阵式排列的多个第一维度感测线及多个第二维度感测线，所述多个第一维度感测线彼此平行排列，所述多个第二维度感测线彼此平行排列，所述电容式触摸板的接触点检测方法包括：

扫描所述多个第一维度感测线及所述多个第二维度感测线；以及

当发现第一接触点与第二接触点同时存在于所述电容式触摸板上时，根据所检测到的所述多个第一维度感测线的电流与所述多个第二维度感测线的电流来判断所述第一接触点与所述第二接触点的位置，其中，每个所述第一维度感测线的电容值沿第一方向递减，每个所述第二维度感测线的电容值沿第二方向递减。

5.根据权利要求4所述的电容式触摸板的接触点检测方法，其中当发现所述第一接触点与所述第二接触点同时存在于所述电容式触摸板上时，根据所检测到的所述多个第一维度感测线的电流与所述多个第二维度感测线的电流来判断所述第一接触点与所述第二接触点的位置的步骤包括：

根据所检测到的所述多个第一维度感测线的电流推导得出所述第一接触点与所述第二接触点在所述多个第一维度感测线上的第一坐标值与第二坐标值；

根据所检测到的所述多个第二维度感测线的电流推导得出所述第一接触点与所述第二接触点在所述多个第二维度感测线上的第三坐标值与第四坐标值；以及

根据所检测到的所述多个第一维度感测线及所述多个第二维度感测线的电流来结合所述第一坐标值、所述第二坐标值、所述第三坐标值与所述第四坐标值而得到所述第一接触点与所述第二接触点的位置。

6.根据权利要求5所述的电容式触摸板的接触点检测方法，其中根据所检测到的所述多个第一维度感测线及所述多个第二维度感测线的电流来结合所述第一坐标值、所述第二坐标值、所述第三坐标值与所述第四坐标值而得到所述第一接触点与所述第二接触点的位置的步骤包括下列之一：

在所述多个第一维度感测线上，当检测所述第一接触点所得到的电流大于检测所述第二接触点所得到的电流时，选择所述第三坐标值与所述第四坐标值中较靠近所述第一方向的起始点者为所述第一接触点的第二维度位置；

在所述多个第一维度感测线上，当检测所述第一接触点所得到的电流小于检测所述第二接触点所得到的电流时，选择所述第三坐标值与所述第四坐标值中较靠近所述第一方向的终止点者为所述第一接触点的第二维度位置；

在所述多个第二维度感测线上，当检测所述第一接触点所得到的电流大于检测所述第二接触点所得到的电流时，选择所述第一坐标值与所述第二坐标值中较靠近所述第二方向的起始点者为所述第一接触点的第一维度位置；以及

在所述多个第二维度感测线上，当检测所述第一接触点所得到的电流小于检测所述第二接触点所得到的电流时，选择所述第一坐标值与所述第二坐标值中较靠近所述第二方向的终止点者为所述第一接触点的第一维度位置。

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