CN102023738B

CN102023738B - 确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理电路及相关方法

Info

Publication number: CN102023738B
Application number: CN200910176141A
Authority: CN
Inventors: 吴东格
Original assignee: Raydium Semiconductor Corp
Current assignee: Raydium Semiconductor Corp
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2029-09-22
Also published as: CN102023738A

Abstract

本发明提供了一种用于确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理电路及其处理方法。该触控面板的多个感测电极会依据该触碰事件而分别产生多个感测信号，并依据该多个感测信号之间的差量来分别产生多个感测输出。本发明的处理电路包括储存单元以及运算单元。该储存单元储存多个已知参数，其中该多个已知参数包括该多个感测电极中至少一个感测电极的硬件参数以及对应该多个感测输出中至少一个感测输出的信号参数。该运算单元则耦接于该储存单元，用于依据该多个感测输出与该多个已知参数来确定该触碰事件的触碰点。本发明的处理电路能够快速并且准确地确定触控面板上触碰事件的触碰点。

Description

确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理电路及相关方法

技术领域

本发明涉及触控技术，特别涉及一种用于确定触控面板上的触碰点的处理电路及其相关方法。

背景技术

在现代化电子商品中，电容式触控面板由于简单易操作的特性而常被用来作为使用者与机器的沟通界面，其中投射式电容(projective capacitive)因具有支持多点触控(multi touch)、较高的透光率以及省电等特性而被广泛地应用在手机、车用导航器等可携式装置上。然而，投射式电容在用于触控面板的测量时，通常在横轴方向或纵轴方向仅有几个到几十个感测电极(sensing electrode)，而当其应用在尺寸较大的面板上时，便需要使用处理速度较快的处理器与大量的内存容量。在现有技术中，触碰点的计算通常是用内插的方式，经由感测电极所测量到的感测输出所确定的预估峰值，或者以测量到的感测输出值与极值的比例来预估测量点与极值的距离，然而，上述已知的触碰点确定方式不但在系统的计算量上有着极大的需求，而且在准确度上仍有待加强。

发明内容

因此，本发明提供了一种能快速且准确地确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理电路。该触控面板的多个感测电极会依据该触碰事件而分别产生多个感测信号，并依据该多个感测信号之间的差量来分别产生多个感测输出。该处理电路包括储存单元以及运算单元。该储存单元储存多个已知参数，其中该多个已知参数包括该多个感测电极中至少一个感测电极的硬件参数(hardware parameters)以及对应该多个感测输出中至少一个感测输出的信号参数。该运算单元则耦接于该储存单元，用于依据该多个感测输出与该多个已知参数确定该触碰事件的触碰点。

根据本发明的处理电路，其中，该至少一个感测电极的硬件参数包括该至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离。

根据本发明的处理电路，其中，该至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数。

根据本发明的处理电路，其中，该运算单元从该多个感测输出中选取出第一感测输出与第二感测输出，并依据该第一、第二感测输出与该多个已知参数来确定该触碰事件的触碰点；该第一感测输出与该第二感测输出分别对应该多个感测电极中两个相邻的第一感测电极与第二感测电极；以及该第一感测输出为该多个感测输出的极值。

根据本发明的处理电路，其中，该至少一个感测电极的硬件参数包括该至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离；以及该至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数。

根据本发明的处理电路，其中，该运算单元依据该至少一个感测电极的中心与该相邻感测电极的中心间的距离计算出该第二感测电极的位置，并依据该第二感测电极的位置、该斜率参数以及该第二感测输出确定该触碰事件的触碰点。

根据本发明的处理电路，其中，该极值为最大值；以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的负斜率。

根据本发明的处理电路，其中，该极值为最小值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的负斜率。

根据本发明的处理电路，其中，该极值为最大值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的正斜率。

根据本发明的处理电路，其中，该极值为最小值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的正斜率。

本发明还提供了一种用于确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理方法，该触控面板的多个感测电极依据该触碰事件而分别产生多个感测信号，并依据该多个感测信号之间的差量分别产生多个感测输出。该处理方法包括：将多个已知参数储存于储存单元，其中该多个已知参数包括该多个感测电极中至少一个感测电极的硬件参数以及对应该多个感测输出中至少一个感测输出的信号参数；以及依据该多个感测输出与该多个已知参数确定该触碰事件的触碰点。

根据本发明的处理方法，其中，该至少一个感测电极的硬件参数包括该至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离。

根据本发明的处理方法，其中，该至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数。

根据本发明的处理方法，其中，依据该多个感测输出与该多个已知参数确定该触碰事件的触碰点的步骤包括：从该多个感测输出中选取出第一感测输出与第二感测输出；以及依据该第一、第二感测输出与该多个已知参数确定该触碰事件的触碰点；其中该第一感测输出与该第二感测输出分别对应该多个感测电极中两个相邻的第一感测电极与第二感测电极，以及该第一感测输出为该多个感测输出的极值。

根据本发明的处理方法，其中，该至少一个感测电极的硬件参数包括该至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离；以及该至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数。

根据本发明的处理方法，其中，依据该第一、第二感测输出与该多个已知参数确定该触碰事件的触碰点的步骤包括：依据该至少一个感测电极的中心与该相邻感测电极的中心间的距离计算出该第二感测电极的位置；以及依据该第二感测电极的位置、该斜率参数以及该第二感测输出确定该触碰事件的触碰点。

根据本发明的处理方法，其中，该极值为最大值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的负斜率。

根据本发明的处理方法，其中，该极值为最小值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的负斜率。

根据本发明的处理方法，其中，该极值为最大值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的正斜率。

根据本发明的处理方法，其中，该极值为最小值，以及该斜率参数为该第二感测输出所对应的正斜率。

附图说明

图1为本发明用于处理触控面板的感测输出的处理电路的一个实施例的示意图。

图2为图1中的感测电极所产生的感测信号的特征曲线以及相对应的感测输出的特征曲线的一个实施例的示意图。

图3为图1中的感测电极所产生的感测信号的特征曲线以及相对应的感测输出的特征曲线的另一个实施例的示意图。

图4为依据本发明的一个实施例确定触控面板上触碰事件的触碰点的示意图。

图5为依据本发明的另一个实施例确定触控面板上触碰事件的触碰点的示意图。

图6为依据本发明的一个实施例的触控面板。

图7为依据本发明的一个实施例确定图6中的该触控面板上触碰事件的触碰点的示意图。

具体实施方式

请参照图1，图1为本发明用于处理触控面板的感测输出的处理电路的一个实施例的示意图。触控面板100内包括(但不限于)多个感测电极，而在不影响本发明技术披露之下，图1仅显示出五个感测电极101-105，其中感测电极101-105的中心分别位于五个定位轴Y1～Y5上，此外，每个感测电极的宽度均为d1，而两个相邻感测电极的距离为d2。触控面板100内的各个感测电极依据触碰事件(在图1中以虚线圆形TE来表示该触碰事件(例如使用者的手指触碰触控面板100)的触碰面积)而分别产生相对应的感测信号，并依据这些感测信号之间的差量来分别产生多个感测输出。本实施例中，处理电路200包括储存单元201以及运算单元202。储存单元201储存多个已知参数，其中该多个已知参数包括感测电极A1～A5中至少一个感测电极的硬件参数以及对应这些感测输出中至少一个感测输出的信号参数。运算单元202耦接于储存单元201，用于依据这些感测输出与这些已知参数确定该触碰事件的触碰点，也就是虚线圆形TE的中心点。

请参照图2，图2为触碰事件发生时，由感测电极A1-A5分别产生的感测信号S1～S5的特征曲线以及相对应的感测输出D1～D4的特征曲线。在此实施例中，感测输出D1～D4的特征曲线由感测信号S1～S5的特征曲线的差值产生，举例来说，感测输出D1的特征曲线为感测信号S1的特征曲线减去感测信号S2的特征曲线产生，感测输出D2的特征曲线为感测信号S2的特征曲线减去感测信号S3的特征曲线产生，依此类推。因此，每一条感测输出的特征曲线的零点均指出了两个相邻感测电极的中心点(也即这两个相邻感测电极对应该零点的触碰点所产生的感测信号为同等大小)，举例来说，感测输出D2的特征曲线的零点指出了感测电极A2与A3的中心点。此外，在每个感测输出的特征曲线的零点附近的感测输出的特征曲线均具有良好的线性度。请注意，上述的感测输出的特征曲线产生方式仅为用来说明本发明的一个实施例，并非用来限制本发明的范围，例如，感测输出D_n的特征曲线不一定限定为由两相邻感测信号的特征曲线的差值S_n-S_n+1产生(此种方式所产生的感测信号特征曲线，其斜率在零点附近为负值)，感测输出D_n的特征曲线也可用感测信号的特征曲线的差值S_n-S_n-1产生(此种方式所产生的感测信号特征曲线，其斜率在零点附近为正值)，如图3中的感测输出D1’～D4’所示。只要基本上能得到同样的结果，这类设计上的变化也在本发明的范围之内。

此外，在图1所示的实施例中，处理电路200外接于触控面板100，然而，这仅作为示例说明，并非限制本发明，也即，在其他实施例中，处理电路200也可整合于触控面板100中，这种设计上的变化也属于本发明的范围。

在实践中，在一个实施例中，触控面板100先经过一些触碰测试来得到如图2中的多个感测输出D1～D4的特征曲线，并将每个感测电极的宽度d1与两个相邻感测电极的距离d2等硬件参数(在此示例中，两相邻感测电极中心之间的距离即为d1+d2)，连同感测输出D1～D4的特征曲线在零点附近的斜率SP(在此实施例中，斜率SP为负斜率)等已知参数储存在储存单元201中用于后续运算。请注意，在这个实施例中，感测电极宽度d1与感测电极距离d2和感测输出的特征曲线在零点附近的斜率SP均为同一规格，而在实践中，对于每个感测电极而言，相对应的感测电极宽度、感测电极距离以及感测输出的特征曲线在零点附近的斜率可能不完全相同，储存单元201也可记录各自对应每个感测电极的已知参数以便运算单元202在后续运算时可得到更加精确的计算结果。假设在图1中，对应该触碰事件的虚线圆形TE的中心点落在感测电极A3与A4之间的定位轴Y’上。

同样地，在另一个实施例中，触控面板100先经过一些触碰测试来得到如图3中的多个感测输出D1’～D4’的特征曲线，并将每个感测电极的宽度d1与两相邻感测电极的距离d2等硬件参数(在此示例中，两相邻感测电极中心之间的距离即为d1+d2)，连同感测输出D1’～D4’的特征曲线在零点附近的斜率SP’(在此实施例中，斜率SP’为正斜率)等已知参数储存在储存单元201中用于后续运算。此外，在这个实施例中，感测电极宽度d1与感测电极距离d2和感测输出的特征曲线在零点附近的斜率SP’均为同一规格，而在实践中，对于每个感测电极而言，相对应的感测电极宽度、感测电极距离以及感测输出的特征曲线在零点附近的斜率可能不完全相同，储存单元201也可记录各自对应每个感测电极的已知参数以便运算单元202在后续运算时可得到更加精确的计算结果。

请结合图1来参照图4，以进一步了解本发明的运作，其中图4为触控面板100在触碰事件发生时所产生的部分感测输出的特征曲线的一个实施例的示意图。由图可知，定位轴Y’分别与对应感测电极A2、A3以及A4的感测输出D2、D3以及D4的特征曲线相交于三点P2、P3、P4，其分别具有感测输出值V2、V3以及V4。在此实施例中，运算单元202会在该触碰事件所触发的所有感测输出中选取出最大值，也就是在定位轴Y’与所有感测输出的特征曲线的交点中选取出最大值V4，也就是定位轴Y’与感测输出D4的特征曲线的交点P4。假设感测电极A1的最左侧为横轴上的原点，则运算单元202接着会依据储存单元201中的感测电极宽度d1与相邻感测电极的距离d2(在此示例中，两相邻感测电极中心之间的距离即为d1+d2)等硬件参数计算出对应感测输出D4的前一个感测输出D3的特征曲线的零点Z3相对于预设的绝对零点轴Y0’的位置X0(也就是感测电极A3、A4的中心点)，如下所示：

X0＝(d1+d2)×3-d2×0.5(1)

于是运算单元202可以经由感测输出D3的特征曲线的零点Z3的位置X0、定位轴Y’在感测输出D3的特征曲线的交点P3的感测输出V3以及储存单元201中的负斜率SP来得到定位轴Y’的位置(也就是触碰点的中心)X，如下所示：

X＝X0+V3×SP (2)

由于感测输出D3的特征曲线的零点Z3附近的曲线具有良好的线性度，因而应用算式(2)可快速且正确地定位出触碰点的中心位置。

请注意，上述的示例仅为本发明的一个优选实施例，而非用于限定本发明的范围，举例来说，运算单元202也可在该触碰事件所触发的所有感测输出中选取出最小值，也就是在定位轴Y’与所有感测输出特征曲线的交点中选取出最小值V2，也就是定位轴Y’与感测输出D2的特征曲线的交点P2。与前述的实施例(运算单元202会对具有最大值V4的感测输出D4的前一个感测输出D3的特征曲线进行运算)不同之处在于：在这个例子中，运算单元202会选取具有最小值V2的感测输出D2的后一个感测输出D3的特征曲线进行运算，接着运算单元202如同前述实施例应用算式(1)以及算式(2)得到相同的结果。明显地，无论是在定位轴Y’与所有感测输出特征曲线的交点中选取最小值还是最大值，最后均选择对感测输出D3的特征曲线进行运算。

总结来说，对斜率在零点附近为负的感测输出的特征曲线而言，只要是选取所有感测输出中的一个极值，并依据该极值为最大值或最小值，分别使用对应该极值的感测输出特征曲线的前一个或后一个感测输出特征曲线以及相关的斜率参数(负斜率)来确定触碰点的中心位置的方法，均属于本发明的范围。

此外，对于应用另一方式产生使其斜率在零点附近为正的感测输出的特征曲线而言(如图3所示)，只要选取所有感测输出中的一个极值，并依据该极值为最大值或最小值，分别使用对应该极值的感测输出特征曲线的后一个或前一个感测输出特征曲线以及相关的斜率参数(正斜率)来确定触碰点的中心位置，这种设计上的变化也属于本发明的范围。请参照图5，其为依据本发明的另一个实施例来确定触控面板上触碰事件的触碰点的示意图。相比于图4，图5中的感测输出D2’、D3’以及D4’的特征曲线分别以相邻感测信号的特征曲线的差值(也即S2-S1、S3-S2以及S4-S3)的方式产生，运算单元202先找出对应定位轴Y’交点的最大值的感测输出D2’，取其后一个感测输出D3’的特征曲线，接着依据储存单元201中的感测电极宽度d1与相邻感测电极的距离d2(在此示例中，两相邻感测电极中心之间的距离即为d1+d2)等硬件参数计算出对应感测输出D3’的特征曲线的零点Z3’相对于该绝对零点轴Y0’的位置X0’，如下所示：

X0’＝(d1+d2)×3-d2×0.5(3)

之后，运算单元202经由感测输出D3’的特征曲线的零点Z3’的位置X0’、定位轴Y’在感测输出D3’的特征曲线的交点P3’的感测输出V3’以及储存单元201中的正斜率SP’来得到定位轴Y’的位置(也就是触碰点的中心)X’，如下所示：

X’＝X0’+V3’×SP’ (4)

同样地，运算单元202也可选取定位轴Y’与各感测输出特征曲线上具有最小值的感测输出之前的一个感测输出的特征曲线来运算，以得到相同的结果，而详细说明可参照先前针对图4的说明而轻易得知，在此不再赘述。

一般来说，在实践中，各个感测电极并不会如同图1所示而呈长条形。请参照图6，其为实践中较常见的触控面板600。由图可知，为了处理横向与纵向的触碰信号，触控面板600采用了多个菱形来构成特定方向的感测电极。然而，这种实践中的变化并不影响本发明的效能。举例来说，假设触控面板600具有感测电极A1’～A5’，其中心分别位于五个定位轴Y1’～Y5’上，两相邻感测电极中心之间的距离为D，而触碰事件发生在定位轴Y”上。请结合图6来参照图7，图7为触控面板600在该触碰事件发生时所产生的部分感测输出的特征曲线的一个实施例的示意图。由图可知，定位轴Y”分别与对应感测电极A2”、A3”以及A4”的感测输出D2”、D3”以及D4”的特征曲线相交于三点P2”、P3”、P4”，其分别具有感测输出值V2”、V3”以及V4”。而对应感测输出D4”的前一个感测输出D3”的特征曲线的零点Z3”相对于定位轴Y1’的位置X0”(也就是感测电极A3’、A4’的中心点)，计算如下所示：

X0”＝D×3 (5)

于是可以经由感测输出D3”的特征曲线的零点Z3”的位置X0”、定位轴Y”在感测输出D3”的特征曲线的交点P3”的感测输出V3”以及负斜率SP”来得到定位轴Y”的位置(也就是触碰点的中心)X，计算如下所示：

X”＝X0”+V3”×SP”(6)

由以上叙述可知，通过基本上相同的运算过程，本发明也可快速而正确地确定触控面板600上的触碰点，而其他关于应用正斜率、负斜率、取最大值或最小值的相关详细说明可参照先前的叙述而轻易得知，在此不再赘述。

总结来说，本发明提供了一种能正确且快速地确定触控面板上的触碰点的方法与处理电路，利用感测电极的感测信号差值，取其线性度良好的地方来进行相关的运算，不但可正确地定位出触碰点的中心部分，还可节省在已知系统中进行计算所需的大量资源。

以上所述仅为本发明的优选实施例，所有依据本发明权利要求所做的同等变化与更改，均应属于本发明的范围之内。

主要元件符号说明

100、600 触控面板

200 处理电路

201 储存单元

202 运算单元

A1～A5、A1’～A5’ 感测电极

S1～S5 感测信号

D1～D4、D1’～D4’、D2”～D4”感测输出

Y1～Y5、Y’、Y1’～Y5’、Y” 定位轴

Y0’ 零点轴。

Claims

1.一种用于确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理电路，所述触控面板的多个感测电极依据所述触碰事件而分别产生多个感测信号，并依据所述多个感测信号之间的差量分别产生多个感测输出，所述处理电路包括：

储存单元，用于储存多个已知参数，其中所述多个已知参数包括所述多个感测电极中至少一个感测电极的硬件参数以及对应所述多个感测输出中至少一个感测输出的信号参数；以及

运算单元，耦接于所述储存单元，用于依据所述多个感测输出与所述多个已知参数来确定所述触碰事件的触碰点，其中，所述运算单元从所述多个感测输出中选取出第一感测输出与第二感测输出，并依据所述第一、第二感测输出与所述多个已知参数来确定所述触碰事件的触碰点；所述第一感测输出与所述第二感测输出对应所述多个感测电极中三个相邻的感测电极；并且所述第一感测输出为所述多个感测输出的极值。

2.根据权利要求1所述的处理电路，其中，所述至少一个感测电极的硬件参数包括所述至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离。

3.根据权利要求1所述的处理电路，其中，所述至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数。

4.根据权利要求1所述的处理电路，其中，所述至少一个感测电极的硬件参数包括所述至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离，所述运算单元依据所述至少一个感测电极的中心与所述相邻感测电极的中心间的距离计算出所述第二感测输出的特征曲线的零点相对于预设的绝对零点轴的位置；并且所述至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数，所述运算单元依据所述第二感测输出的特征曲线的零点相对于预设的绝对零点轴的位置、所述斜率参数以及所述第二感测输出来确定所述触碰事件的触碰点，所述斜率参数指感测输出的特征曲线在零点附近的斜率。

5.一种用于确定触控面板上触碰事件的触碰点的处理方法，所述触控面板的多个感测电极依据所述触碰事件而分别产生多个感测信号，并依据所述多个感测信号之间的差量分别产生多个感测输出，所述处理方法包括：

将多个已知参数储存于储存单元，其中所述多个已知参数包括所述多个感测电极中至少一个感测电极的硬件参数以及对应所述多个感测输出中至少一个感测输出的信号参数；以及

依据所述多个感测输出与所述多个已知参数来确定所述触碰事件的触碰点，

其中，依据所述多个感测输出与所述多个已知参数来确定所述触碰事件的触碰点的步骤包括：

从所述多个感测输出中选取出第一感测输出与第二感测输出；以及

依据所述第一、第二感测输出与所述多个已知参数来确定所述触碰事件的触碰点；

其中，所述第一感测输出与所述第二感测输出对应所述多个感测电极中三个相邻的感测电极，并且所述第一感测输出为所述多个感测输出的极值。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其中，所述至少一个感测电极的硬件参数包括所述至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离。

7.根据权利要求5所述的处理方法，其中，所述至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数。

8.根据权利要求5所述的处理方法，其中，所述至少一个感测电极的硬件参数包括所述至少一个感测电极的中心与相邻感测电极的中心间的距离并且所述至少一个感测输出的信号参数包括斜率参数，而依据所述第一、第二感测输出与所述多个已知参数来确定所述触碰事件的触碰点的步骤包括：

依据所述至少一个感测电极的中心与所述相邻感测电极的中心间的距离计算出所述第二感测输出的特征曲线的零点相对于预设的绝对零点轴的位置；以及

依据所述第二感测输出的特征曲线的零点相对于预设的绝对零点轴的位置、所述斜率参数以及所述第二感测输出来确定所述触碰事件的触碰点，所述斜率参数指感测输出的特征曲线在零点附近的斜率。