CN102236481B - 电容式触控板的接近侦测方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电容式触控板的接近侦测方法及其应用，该接近侦测方法包括在侦测某一感应线时，同时施加两调变信号分别驱动该受测感应线及其它多条感应线，因此测得的侦测值与门坎值比较，以判断是否有对象接近该电容式触控板。较佳者，该驱动其它多条感应线的调变信号亦施加至该电容式触控板的屏蔽层或外围金属框。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容式触控板，特别是关于一种电容式触控板的接近侦测方法及利用电容式触控板的接近侦测的控制方法。
背景技术
目前，主流触控技术有电阻式及电容式两种，电阻式触控板运用电阻分压的原理定位接触点，电容式触控板通过侦测电容值的变化量定位接触点。目前有某些装置加设接近侦测的功能，但不论其是使用电阻式或电容式触控板，该接近侦测的功能都是以光学传感器达成。该光学传感器设置在触控板附近，当有对象接近该触控板时，该光学传感器会侦测到该对象并通知该装置。但是使用光学传感器的接近侦测方法增加光学传感器及其后端电路的成本，更需要考虑设置该光学传感器的空间。
因此，有待于公开一种使用电容式触控板本身达成接近侦测的方法。
发明内容
本发明的目的之一，在于提出电容式触控板的接近侦测方法。
本发明的目的之一，在于提出利用电容式触控板的接近侦测的控制方法。
根据本发明，一种电容式触控板的接近侦测方法包含在施加第一调变信号驱动受测感应线时，同时施加与该第一调变信号同相的第二调变信号驱动多条非受测感应线，从该受测感应线产生的信号解调取得侦测值(此侦测值所代表的是受测感应线的电容值的变化量)，根据该侦测值的大小判断是否有对象接近该电容式触控板。
根据本发明，一种电容式触控板的接近侦测方法包含施加同一调变信号驱动多条感应线，从其产生的信号解调取得侦测值，根据该侦测值的大小判断是否有对象接近该电容式触控板。
根据本发明，一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法包含将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近，若有对象接近，则切换该电容式触控板操作于定位侦测以侦测该对象的位置。
根据本发明，一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法包含将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近，若有对象接近，则锁定该电容式触控板禁止其操作于定位侦测以避免误动作。
根据本发明，一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法包含将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近，若有对象接近，且使用该电容式触控板的系统于待机状态，则唤醒该系统。
本发明公开的电容式触控板的接近侦测方法及利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，无需设置光学传感器，也就无需考虑设置该光学传感器的空间，降低了后端电路的成本，
附图说明
图1是本发明使用的电容式触控板系统；
图2是调变器对感应线充放电产生的电压波形图；
图3是本发明的接近侦测方法的第一实施例；
图4是定位侦测与接近侦测的电容值的变化量投影图；
图5是本发明的接近侦测方法的第二实施例；
图6是本发明的接近侦测方法的第三实施例；
图7是包含本发明的接近侦测的电容式触控板的校正流程图；
图8是应用本发明的接近侦测控制电容式触控板的第一实施例；以及
图9是应用本发明的接近侦测控制电容式触控板的第二实施例。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细描述。
图1是本发明使用的电容式触控板系统，触控板10包含X轴感应线12及Y轴感应线14，模拟多任务器16从众多感应线选择一或多条连接调变器18，调变器18为电流源，其频率与电流是可调的，用以提供调变信号D1、D2施加到选择的感应线，对其充放电，受调变信号D1驱动的感应线连接解调器20，受其解调，而调变信号D2驱动的感应线不连接解调器20，调变信号D1、D2要驱动的感应线由微控制器22的程序选取。此系统在侦测前先进行初始化，调整调变器18提供的电流大小及后端电路24中各组件的模拟参数，使解调器20解调后的信号经过后端电路24及模拟数字转换器(ADC)26得到的侦测值落在预设的范围内，以便微控制器22读取。
图2是调变器18对感应线充放电产生的电压波形，若无对象接近受测感应线，则从其侦测到的电压信号为波形28；若有对象接近受测感应线，则因为受测感应线的电容值增加，以相同大小的电流对其充放电而所侦测到的电压信号变成波形30。解调器20将波形28或30解调产生直流电压信号，无对象接近时的直流位准为V1，有物件接近时为较小的直流位准V2。利用CV＝IT的公式，从直流位准V1及V2之间的差值即可推算受测感应线的电容值的变化量，进而判断是否有对象存在。
图3是本发明的第一实施例。在侦测感应线32时，施加调变信号D1驱动感应线32，并对其解调以侦测其电容值。当感应线32接受调变信号D1驱动时，同步以与调变信号D1同相的调变信号D2驱动感应线12、14，以降低感应线32与其余的感应线12、14之间的寄生电容所造成的影响，但不对接受调变信号D2驱动的感应线12、14进行解调。
图4是定位侦测与图3所示的接近侦测从X轴与Y轴侦测到的电容值的变化量投影图的比较。定位侦测是现有技术，其是针对每条X轴与Y轴的感应线单独进行电容值的变化量的侦测，得到波形34及36，并依据每条感应线的电容值的变化量执行内差运算，得到对象碰触的精确位置。定位侦测由于感度较小，用于接近侦测的效果不佳。使用图3的接近侦测其感度远高于定位侦测，在对象接近电容式触控板时，X轴与Y轴的电容值的变化量的投影波形38及40整面浮起，容易判断有对象接近。
图5是本发明的第二实施例。在进行接近侦测时，所有X轴与Y轴的感应线12、14被当作受测感应线，对其施加调变信号D1驱动并解调，因而测得其总电容值的变化量，再据以判断是否有对象接近。
图6是本发明的第三实施例。电容式触控板具有屏蔽层42位于感应线的下层，主要用于遮蔽来自下方的噪声，避免干扰对该等感应线的侦测。电容式触控板通常被固定在机壳的金属框或液晶显示模块上，图6中的金属框44表示机壳的金属框或液晶显示模块的接地条。在此实施例中，除了如图3或图5提供调变信号驱动感应线外，更同步施加调变信号D2于屏蔽层42及外围金属框44，以降低接地面(groundplane)造成的影响，如此可增加接近侦测的有效侦测距离。在其它实施例中，也可于屏蔽层42与外围金属框44两者中择一同步施加调变信号D2。
利用电容式触控板本身达成的接近侦测可用来控制该电容式触控板或其连接的系统，例如，将该电容式触控板操作于接近侦测，一旦侦测到有对象接近时，再切换到定位侦测取得对象的精确位置。图7及图8是一实施例的流程图。参照图7，在系统开始运作时先进行初始化，分别完成接近侦测的校正程序S46及定位侦测的校正程序S48，二者都包含加载所需的模拟参数及设定，进行校正使尔后测得的输出信号落在预定的范围内，并储存该校正值。经过这些校正程序后，在步骤S50将接近侦测的旗标预设为1，完成侦测前的准备。接着参照图8，一开始因为接近侦测的旗标预设为1，因此在步骤S52检视接近侦测的旗标后，会到步骤S54加载接近侦测的设定，并执行步骤S56的接近侦测而得到侦测值，经步骤S58与切换门坎值比较，若侦测值高于切换门坎值，则判定有对象接近，于是到步骤S60设定接近侦测的旗标为0。在执行完一次侦测后回到步骤S52检视接近侦测的旗标。若接近侦测的旗标为0，便到步骤S62加载定位侦测的设定，接着步骤S64执行定位侦测得到侦测值，在步骤S66与最小门坎值比较。若侦测值未大于最小门坎值，则表示没侦测到任何对象，便到步骤S68将接近侦测的旗标设为1，使下次侦测时改为接近侦测。若侦测值大于最小门坎值，便依据电容值的变化量执行内差运算，得到对象的精确位置。在其它实施例中，可以加入计数参数，用来计数侦测次数，当侦测次数到达默认值时，便切换为另一种侦测方式。
另一方面，电容式触控板对于导体都可感应，因此利用电容式触控板的接近侦测可分辨接近对象的大小。例如使用者持电容式触控手机贴近脸颊接听时，可能因为脸颊触碰到电容式触控板而发生触控输入，导致误动作。若利用本发明的接近侦测分辨接近对象的大小，例如手指或脸颊，使触控板进入锁定模式，则可忽略对象对触控板的碰触，避免错误发生。图9是一实施例的流程图，在此之前的校正流程与图7所示相同。参照图9，一开始因为接近侦测的旗标预设为1，因此在步骤S70检视接近侦测的旗标后，会到步骤S72加载接近侦测的设定，并执行步骤S74的接近侦测而得到侦测值，再执行步骤S76与防误门坎值比较，而防误门坎值比图8中的切换门坎值大，用以侦测较大型的对象，例如脸颊的大面积导体。若侦测值大于防误门坎值，则判定有较大型的对象接近，因此到步骤S78暂时锁定该电容式触控板禁止其操作于定位侦测，再回到步骤S70；若侦测值小于防误门坎值，则判定无较大型的对象接近，于是到步骤S80设定接近侦测的旗标为0。在执行完一次侦测后回到步骤S70检视接近侦测的旗标。若接近侦测的旗标为0，便到步骤S82加载定位侦测的设定，接着步骤S84执行定位侦测得到侦测值，在步骤S86与最小门坎值比较。若侦测值未大于最小门坎值，则表示没侦测到任何对象，便到步骤S88将接近侦测的旗标设为1，使下次侦测时改为接近侦测。若侦测值大于最小门坎值，便依据电容值的变化量执行内差运算，得到对象的精确位置。当无对象接近时，电容式触控板会在接近侦测与定位侦测之间轮流切换，当接近的对象为手指或输入笔等小型的对象时，便会停留在定位侦测定位对象的精确位置。
除了上述两种控制电容式触控板的实施例以外，还可应用本发明的接近侦测达到省电及缩短唤醒时间的功效。例如在待机时电容式触控板执行接近侦测，如此电容式触控板本身及使用该电容式触控板的系统都可减少耗电量。当侦测到有对象接近时，电容式触控板便唤醒该系统，因此使用者不必等待系统的唤醒时间。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (21)
1.一种电容式触控板的接近侦测方法，其特征在于，包含：
在施加第一调变信号驱动受测感应线时，同时施加与该第一调变信号同相的第二调变信号驱动多条非受测感应线，以及对该电容式触控板外围的金属框施加该第二调变信号；
从该受测感应线产生的信号解调取得侦测值；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
2.如权利要求1所述的电容式触控板的接近侦测方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加该第二调变信号。
3.一种电容式触控板的接近侦测方法，其特征在于，包含：
施加第一调变信号驱动多条感应线；
从该多条感应线产生的信号解调取得侦测值，其中，该侦测值对应该多条感应线的总电容值的变化；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
4.如权利要求3所述的电容式触控板的接近侦测方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
5.如权利要求3所述的电容式触控板的接近侦测方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板外围的金属框施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
6.一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，包含：
将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近；以及
若有对象接近，则切换该电容式触控板操作于定位侦测以取得该对象的位置；
其中，该将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近的步骤包含：
在施加第一调变信号驱动受测感应线时，同时施加与该第一调变信号同相的第二调变信号驱动多条非受测感应线；
从该受测感应线产生的信号解调取得侦测值；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加该第二调变信号。
8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板外围的金属框施加该第二调变信号。
9.一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，其特征在于，包含：
将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近；以及
若有对象接近，则切换该电容式触控板操作于定位侦测以取得该对象的位置；
其中，该将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近的步骤包含：
施加第一调变信号驱动多条感应线；
从该多条感应线产生的信号解调取得侦测值，其中，该侦测值对应该多条感应线的总电容值的变化；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
11.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板外围的金属框施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
12.一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，其特征在于，包含：
将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近；以及
若有对象接近，则锁定该电容式触控板禁止其操作于定位侦测以避免误动作；
其中，该将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近的步骤包含：
施加第一调变信号驱动多条感应线；
从该多条感应线产生的信号解调取得侦测值，其中，该侦测值对应该多条感应线的总电容值的变化；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
14.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板外围的金属框施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
15.一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，其特征在于，包含：
将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近；以及
若有对象接近，则锁定该电容式触控板禁止其操作于定位侦测以避免误动作；
其中，该将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近的步骤包含：
在施加第一调变信号驱动受测感应线时，同时施加与该第一调变信号同相的第二调变信号驱动多条非受测感应线，以及对该电容式触控板外围的金属框施加该第二调变信号；
从该受测感应线产生的信号解调取得侦测值；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
16.如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加该第二调变信号。
17.一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，其特征在于，包含：
将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近；以及
若有对象接近，且使用该电容式触控板的系统于待机状态，则唤醒该系统；
其中，该将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近的步骤包含：
在施加第一调变信号驱动受测感应线时，同时施加与该第一调变信号同相的第二调变信号驱动多条非受测感应线，以及对该电容式触控板外围的金属框施加该第二调变信号；
从该受测感应线产生的信号解调取得侦测值；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
18.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加该第二调变信号。
19.一种利用电容式触控板的接近侦测的控制方法，其特征在于，包含：
将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近；以及
若有对象接近，且使用该电容式触控板的系统于待机状态，则唤醒该系统；
其中，该将该电容式触控板操作于接近侦测以判断是否有对象接近的步骤包含：
施加第一调变信号驱动多条感应线；
从该多条感应线产生的信号解调取得侦测值，其中，该侦测值对应该多条感应线的总电容值的变化；
比较该侦测值及门坎值；以及
若该侦测值大于该门坎值，则判定有物件接近该电容式触控板。
20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板的屏蔽层施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
21.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，更包含对该电容式触控板外围的金属框施加与该第一调变信号同相的第二调变信号。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20160413 Termination date: 20200505 |