CN101963873B - 电容式触控面板电容基线值设定及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种电容式触控面板电容基线值设定及校准方法，是应用于一电容式触控装置，其中该触控装置具有多组X、Y轴驱动线，且该X、Y轴驱动线交会点皆形成有一传感器，该设定方法包括有下列步骤：于该触控装置初始化时执行一电容基线值设定程序；扫描X、Y轴每一条驱动线，分别检测取得该传感器的一电容值；取得电容值分别暂存于一第一储存装置；判断扫描次数是否达到一门坎值，如判断结果为是，进行至下一步骤；根据该等电容值计算取得一平均电容值；以及依据该平均电容值决定一电容基线值，并分别储存于一第二储存装置。

Description

电容式触控面板电容基线值设定及校准方法

技术领域

本发明是有关于一种电容式触控面板电容基线值设定及校准方法，尤指一种在触控面板于进入闲置状态一段时间后，具有自动对电容基线值进行重新校准的方法。

背景技术

随着苹果计算机的iPhone智能型手机所带起的多点触控显示屏幕的热潮，也逐渐地蔓延到一般的笔记本电脑及桌面计算机，进而设计出具有多点触控功能显示屏幕的平板计算机及AIO(ALL IN ONE)触控计算机，藉由其简单而直觉性的操作接口，使得操作者可以很容易地直接经由显示屏幕的画面上进行画面缩小、放大、旋转、程序的点选及执行或多媒体档案的播放等操作。

请参阅图1所示，是为电容式触控面板的结构示意图。电容式触控面板1主要是在一玻璃面板10的表面蚀刻有多组X、Y轴驱动线12、14，X、Y轴驱动线12、14在玻璃面板10上是以数组分布在不同平面且相互垂直的方式所构成，并分别连接至一控制器进行控制，而每一条X、Y轴驱动线12、14交会点皆形成有一传感器18，当控制器16驱动电流流经该等X、Y轴驱动线12、14时，即可在X、Y轴驱动线12、14之间所交会的传感器18位置处形成一电容量，又称寄生电容(parasitic capacitance)，当手指碰触触控面板1表面时，在触碰位置处则会额外增加手指触碰时所产生的电容量，又称指触电容(fingercapacitance)，使得控制器16透过扫描X、Y轴驱动线12、14后，即可透过检测触碰位置的电容值变化量，进而确认手指在触控面板1上的正确位置。

再者，触控装置在操作前，一般会皆要执行一电容基线值的设定程序，使得在触控操作过程之中，能够以该电容基线值作为一电容值比较的基准，用以判定触控面板上所接收的电容值信号，是否具为一有效的触碰事件。请参阅图2所示，是为已知触控装置操作的流程。惟熟习该项技术人士应当了解，此流程中省略各种时序及存储器储存问题，该操作流程包括：步骤101中，启动触控装置进行一初始化的作业，即于触控装置启动后执行必要的检测，以确认触控装置的正常运作；接着在步骤102中，触碰装置的控制器将会主动地分别扫描X、Y轴每一条驱动线，藉以检测并取得每一个传感器的电容值；在下一步骤103中，依据刚刚所取得的电容值设定做为每一个传感器的电容基线值，并暂存于一存储器中；接续在步骤104中，当触控装置设定好前述每一个传感器的电容基线值后，即可正常执行一触控操作活动的检测，检测触控装置上是否有任何触碰事件的发生；在步骤105中，当手指或任何带有电容值的物体碰触到触控装置上任一传感器上时，传感器将会检测取得一量测电容值；在步骤106中，触控装置将此量测电容值与相对应于该传感器所事先暂存的电容基线值进行比对，判断量测电容值是否高于该电容基线值，如判断结果为是，则表示所检测的量测电容值为一有效的触碰事件，则结束触控操作的检测，并将结果(例如触碰位置的坐标)输出至系统；如判断结果为否，则表示为一非有效的触碰事件，例如因误触或环境噪声造成传感器电容值的改变，则重新回到步骤104重复执行下一次的触控操作活动的检测。

然而现有的现有触控装置具有下列的缺点：

1.电容基线值的设定仅暂时储存于随机存取存储器，故每当触控装置进行操作时，皆必须在初使化过程中重新执行一次X、Y轴驱动线的扫描，建立电容基线值的更新，以进行后续触控操作的电容值比对，触控装置于初始化后所设定的电容基线值于触控操作过程中并无自动更新的机制。

2.初始化过程中触控装置，带静电容的物体停留在触控面板表面上时，例如手指、导电体，或者触控装置放置在背景环境不佳的地方，例如环境温、湿度过高或过低、环境电磁场过强的地方，可能使得初始设定的电容基线值实际上为失真的数据，或者当触控装置转换不同环境或操作状态时，原预设的电容基线值并无法因应当下的环境的需要或操作的状态而实时更正，造成触控装置的灵敏度不佳，进而在触控操作过程中无法正确地判断触控事件的发生。

3.由于电容基线值是以暂存方式储存在暂存存储器中，故必须于触控装置的每一次初始化过程中重新执行一次X、Y轴驱动线的扫描，建立电容基线值的设定作业，故需耗费过多的系统资源及等待时间。

因此，如何解决前述触控装置所存在的缺点已成为当前本领域具有通常知识者亟欲努力解决的目标。

发明内容

为了改善既有电容式触控面板于设定及更新电容基线值方面的缺点，本发明提供一种电容式触控面板电容基线值设定及校准方法，主要是在一触控装置组装于一主机上时，在首次初始化作业时，即进行电容基线值设定，并永久储存于储存装置内，以便于在主机下一次初始开机后，触控装置即可直接读取该电容基线值执行应用；另者，进一步提供在触控操作的过程中，如果检测触控装置持续经历一段时间后无进行任何操作时，将自动执行电容基线值设定程序，藉以更新储存于第一储存装置的电容基线值数据。

为了达成前述的目的，本发明提出一种电容式触控面板电容基线值设定方法，是应用于一电容式触控装置，其中该触控装置具有多组X、Y轴驱动线，且每一个该X、Y轴驱动线交会点皆形成有一传感器，该方法包括有下列步骤：

于该触控装置初始化时执行一电容基线值设定程序；

扫描X、Y轴每一条驱动线，分别检测取得该传感器的一电容值；

将取得电容值分别暂存于一第一储存装置；

判断扫描次数是否达到一门坎值，如判断结果为是，进行至下一步骤；

根据电容值计算取得一平均电容值；以及

依据该平均电容值决定一电容基线值，并分别储存于一第二储存装置。

附图说明

图1是为电容式触控面板的结构示意图。

图2是为已知触控装置操作的流程。

图3是本发明触控装置执行电容基线值设定的流程图。

图4是本发明触控装置操作及校准电容基线值的流程图。

图5A~图5C分别是本发明触控面板检测电容值的取样示意图。

附图标号：

1     触控装置

10    玻璃面板

12X   轴驱动线

14Y   轴驱动线

16    控制器

18    传感器

A     第一检测步骤

B     第二检测步骤

101～106    已知触控装置操作的流程

201～207    电容基线值设定流程

301～307    电容基线值校准流程

具体实施方式

兹为使贵审查委员对本发明的技术特征及所达成的功效能有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后：

请参阅图3，是本发明触控装置执行电容基线值设定的流程图。如图所示，本发明提供一种电容基线值设定方法，主要是在一触控装置组装于一主机上时，在首次初始化作业时，即进行电容基线值设定，并永久储存于储存装置内，以便于在主机下一次初始开机后，触控装置即可直接读取该电容基线值执行应用。其中该主机可以为任何配备有电容式触控面板的电子产品，例如触控计算机、平板计算机、智能型手机、液晶电视、笔记本电脑或迷你计算机等电子产品，而该触控面板主要是在一玻璃面板的表面蚀刻有多组X、Y轴驱动线，X、Y轴驱动线在玻璃面板上以数组分布在不同平面且相互垂直的方式所构成，并分别连接至一控制器进行控制，而每一条X、Y轴驱动线交会点皆形成有一传感器，当控制器驱动电流流经该等X、Y轴驱动线时，即可在X、Y轴驱动线之间所交会的传感器位置处形成一电容量，如图1所示。该设定方法的流程包括有：首先在步骤201中，于触控装置的初始化或产品初次开机时执行一电容基线值设定程序，为了使电容基线值的设定得到最有效的参考值，避免在设定过程中受到外界环境的干扰，在此步骤中可以图像或语音的方式发出警告文字或语音，藉以提醒操作者将手指或物品远离触控面板表面及周围；在步骤202中，触控装置经由执行一默认软件程序，发出一控制指令要求触控装置一控制器，针对触控装置的多个X、Y轴驱动线逐一进行扫描，分别检测取得X、Y轴驱动在线每一个传感器的电容值；在步骤203中，将前述每一个传感器所检测的电容值逐一暂存至一第一储存装置，其中该第一储存装置可选自为设置在触控装置或主机等硬件上的一随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)，例如SRAM、DRAM或DDR SDRM等；在步骤204中，为了使得传感器电容值的检测不致受到外在环境或人为的影响而造成失真，本设定方法除了可以仅扫描一次该X、Y轴驱动线，藉以检测取得X、Y轴驱动在线每一个传感器的电容值，亦可预先设定一扫描次数的门坎值S，并在执行完步骤203后，进行判断扫描次数已达到该默认值S，如果判断结果为否，则回到步骤202，并继续重新执行一次X、Y轴驱动线的扫描，并在下一个步骤203中，将检测取得的电容值储存于储存装置，但不覆盖前次的电容值数据；反之，如判断结果为是，则进入下一步骤205；在步骤205中，将每一个传感器所检测取得的电容值予以适当的加总运算，再予以平均运算后，计算出每一个传感器的一平均电容值，例如，将每一个传感器检测取得的电容值1-S予以相加总后，再除以门坎值S，即可得到该平均电容值；在下一个流程206中，依据前一个流程205中计算所得的平均电容值设定为一电容基线值，并将此电容基线值予以储存或更新至一第二储存装置，其中该第二储存装置可选自为设置在触控装置或主机等硬件上的一只读存储器(Read Only Memory,ROM)，例如：MASK ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory等；在下一个流程207中，藉由该电容基线值决定每一个传感器的一电容高限值及一电容低限值，并将电容高限值及电容低限值分别储存至第二储存装置，其中电容高限值及电容低限值决定的方法，主要是以电容基线值分别去加减一预设电容值Ca、Cb，以分别计算求出电容高限值及电容低限值，而该预设电容值Ca、Cb则可以为触控装置于出厂时即已存储器设定的默认值，或是由用户依据使用经验而透过及执行一操作窗口接口来自行设定，其中该预设电容值Ca、Cb最佳者是以该电容基线值的固定比例值来做设定，其算式如下：

Ca=电容基线值×P%，

Cb=电容基线值×Q%，

其中该P、Q分别可以依据需要被界定在1～20之间，至此完成电容基线值的设定方法。

请参阅图4所示，是本发明触控装置操作及校准电容基线值的流程图。在此流程中包括两种检测步骤：一第一检测步骤A及一第二检测步骤B；本实施例为了防止事先设定的电容基线值，在操作过程中因环境的变化或操作上的人为因素而造成电容基线值的偏离，因此在触控操作的过程中，如果检测触控装置持续经历一段时间后无进行任何操作时，即可自动再一次执行电容基线值设定程序，藉以更新储存于第一储存装置的电容基线值数据，如第一检测步骤A。又，本实施例在触控操作的过程中，将会周期性的检测各传感器的电容值，并与电容高限值及电容低限值进行比对，以便于当比对结果不符合预设条件时，重新执行电容基线值设定程序，如第二检测步骤B。接着详细介绍本流程如后：在步骤301中，当主机电源开关打开启动触控装置后，进入下一步骤302；在步骤302中，触控装置将会先读取储存在第一储存装置且相对应于各传感器的电容基线值，并将其暂存至第二储存装置内，完成设定并进入下一步骤；在步骤303中，触控装置开始正常执行一触控操作，藉由检测触控装置的任一传感器是否有检测任何电容值的改变，以便于该传感器预设的电容基线值进行比对，以判断是否为有效的触碰事件，如为有效的触碰事件则将触控点的信息传递至主机，如否则忽略此一触碰事件，并继续进行检测下一次的触碰事件，惟此一步骤内容因属已知技术，于此不多赘述；在下一步骤304中，将周期性地检测触控装置的触控操作活动是否停止一预设时间门坎值T1，如判断结果为否，则回到步骤303持续执行触控操作，如判断结果为是，则进入下一步骤305；在步骤305中，当在步骤304中判断触控操作活动已停止预设时间值，则重新执行一次电容基线值设定程序(步骤201～207)，藉以校准电容基线值的正确性，如此即可利用触控装置进入至闲置状态下时，可以根据当时的操作环境及状况，实时重新更新电容基线值，避免电容基线值因操作环境及状况的改变而形成偏离，造成触控装置灵敏度的降低；再者，在本步骤中所重新执行的电容基线值设定程序(步骤201～207)，大致上与触控装置初次设定电容基线值设定程序内容相同，仅在于步骤206及207中，所决定的电容基线值、电容高限值及电容低限值可以选择仅暂时储存于第一储存装置，而不需要永久储存于第二储存装置中。

在步骤303之后，将同时执行另一检测步骤，藉以判断是否重新执行电容基线值设定程序(步骤201～207)，在步骤306中，触控装置于正常执行触控操作的过程将会周期性的扫描X、Y轴每一条驱动线，藉以分别检测取得每一个传感器的一检测电容值，并进入至下一步骤；请参阅图5A~图5C所示，分别是本发明触控面板检测电容值的取样示意图。在本示意图中，横轴代表时间，纵轴代表检测电容值，一般而言，触控面板操作过程仍会持续遭致到温度或其他环境因素的影响，甚至是手指或其他带有静电容物体长期放置于触控面板上，而使得传感器上所检测取样的检测电容量会随着时间而变动，在正常情况下，当检测电容值的变动量维持在电容上限值及电容下限值的范围内，代表其所遭受到外在环境的影响不太大，触控面板的系统效能或感应的灵敏度仍可维持其稳定性，如图5A所示，因此在此请况下触控装置并不会主动重新执行电容基线值设定程序；但是当触控面板受到外在环境的影响，例如具有过多的正负静电容物体停放在触控面板一段时间，或是触控面板受到温度或其他环境因素而使得触控面板上持续维持过高或过低的电容值时，如图5B、图5C所示，则代表触控面板的将因为检测电容值持续维持着过大或过小的状况，而造成系统效能或感应的灵敏度相对地降低，而会影响触控面板正常的操作，而为了避免上述这类情形发生，因此在步骤307中，触控装置将会在执行触控操作的过程中，以周期性检测的方式，检测及判断电容值是否持续超过电容高限值一预设时间门坎值T2或持续低过电容低限值一预设时间门坎值T3，如判断结果有任一条件成立，则进入至步骤305，以重新执行电容基线值设定程序(步骤201～207)，当判断结果无任一条件成立，则回到步骤303正常执行一触控操作。

藉由上述说明可知，本发明具有下列的优点：

1.由于本发明于触控装置组装于一主机上时，即已事先进行该电容基线值的初次设定，并永久储存于第二储存装置内，故触控装置在往后的开机过程中不需要重复进行电容基线值的设定，以避免设定过程中遭受周围环境或人为因素影响，造成电容基线值的设定值不稳定，而致感应灵敏度不佳。

2.触控装置可以因应周围环境及操作状态利用操作闲置的过程进行电容基线值的校准，藉以提高触控操作的灵敏度。

3.触控装置可以经由周期性检测取得每一个传感器的检测电容值，藉此判断检测电容值的变动量是否维持在电容上限值及电容下限值的范围内，以便于实时进行电容基线值的校准，藉以提高触控操作的灵敏度。

虽然本发明虽已于前述实施例中所揭露，但并不仅限于前述实施例中所提及的内容，在不脱离本发明的精神和范围内所做的任何变化与修改，均属于本发明的保护范围。

综上所述，本发明已具备显著功效增进，并符合发明专利要件，现依法提出申请。

Claims (5)

1.一种电容式触控面板电容基线值设定方法，是应用于一电容式触控装置，其特征在于，该触控装置具有多组X、Y轴驱动线，且每一个该X、Y轴驱动线交会点皆形成有一传感器，该方法包括有下列步骤：

于该触控装置初始化时执行一电容基线值设定程序；

扫描X、Y轴每一条驱动线，分别检测取得该传感器的一电容值；

将取得电容值分别暂存于一第一储存装置；

判断扫描次数是否达到一门坎值，如判断结果为是，进行至下一步骤；

根据电容值计算取得一平均电容值；以及

依据该平均电容值决定一电容基线值，并分别储存于一第二储存装置。

2.如权利要求1项所述的电容式触控面板电容基线值设定方法，其特征在于，还包括有下一步骤：

依据该平均电容值决定一电容高限值及一电容低限值，并储存至该第二储存装置。

3.一种电容式触控面板电容基线值校准方法，其是应用在权利要求1电容式触控面板电容基线值设定方法中，用以进行电容基线值的校准方法，其特征在于，该方法包括有下列步骤：

启动电容式触控装置；

读取储存的电容基线值，并暂存至该第二储存装置；

正常执行一触控操作；

判断触控操作活动是否停止一预设时间值T1；以及

当判断结果为是，重新执行该电容基线值设定程序。

4.如权利要求3项所述的电容式触控面板电容基线值校准方法，其特征在于，还包括有下一步骤：

依据该平均电容值决定一电容高限值及一电容低限值。

5.如权利要求4项所述的电容式触控面板电容基线值校准方法，其特征在于，其还包括有下列步骤：

扫描X、Y轴每一条驱动线，分别检测取得传感器的一检测电容值；

判断电容值是否持续超过电容高限值一预设时间门坎值T2或持续低过电容低限值一预设时间门坎值T3；

当判断结果有任一条件成立，重新执行该电容基线值设定程序。

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