发明内容
本发明提供一种触控面板的感测值辨识方法与驱动装置,通过暂停更新所有电极的基线数据来保留较小的碰触点信息,以便后续处理程序对触碰点进行精确定位。
本发明实施例提出一种触控面板的感测值辨识方法,包括感测触控面板的多个电极,而获得每一电极Si的原始数据与基线数据,其中该电极Si表示该触控面板的该多个电极中第i个电极。依据电极Si的原始数据与基线数据,计算电极Si的感测值。当每一电极Si的感测值均小于临界值时,依据每一电极Si的原始数据更新每一电极Si的基线数据。当这些电极中有任何一个电极Si的感测值大于临界值时,暂停更新这些电极的基线数据。
本发明实施例提出一种触控面板的驱动装置,包括选择器、感测电路以及控制器。选择器连接至触控面板的多个电极,其中该多个电极中第i个电极为Si。感测电路连接至选择器。感测电路透过选择器的切换操作,逐一感测这些电极而获得每一个电极Si的原始数据与基线数据。控制器连接至感测电路。控制器依据电极Si的原始数据与基线数据,计算电极Si的感测值。当每一电极Si的感测值均小于临界值时,控制器依据每一电极Si的原始数据更新每一电极Si的基线数据。当这些电极中有任何一个电极Si的感测值大于临界值时,控制器暂停更新这些电极的基线数据。
本发明实施例提出一种触控面板的感测值辨识方法,应用于一触控面板。该触控面板沿第一轴向的两个对向侧边分别为第一侧与第二侧,其中该触控面板包含多个电极对,该多个电极对各自包含一第一电极与一第二电极,该多个第一电极配置于该触控面板的该第一侧,该多个第二电极配置于该触控面板的该第二侧。此感测值辨识方法包括感测触控面板的所述电极对,而获得每一电极Si的原始数据与一基线数据,其中该电极Si表示该触控面板的该多个第一电极与该多个第二电极中的一个电极。依据电极Si的原始数据与基线数据,计算电极Si的感测值。当这些电极对的第一电极感测值与第二电极感测值的总和均小于临界值时,依据电极Si的原始数据更新电极Si的基线数据。当该多个电极对中有任何一个电极对的第一电极感测值与第二电极感测值的总和大于临界值时,暂停更新这些电极对的基线数据。
本发明实施例提出一种触控面板的驱动装置,包括选择器、感测电路以及控制器。选择器连接至触控面板的多个电极对。其中,这些电极对各自包含第一电极与第二电极。触控面板沿第一轴向的两个对向侧边分别为第一侧与第二侧。这些第一电极配置于触控面板的第一侧,而这些第二电极配置于触控面板的第二侧。假设这些第一电极与这些第二电极中的一个电极为Si。感测电路连接至选择器。感测电路透过选择器的切换操作逐一感测这些第一电极与这些第二电极,而获得多个原始数据与多个基线数据。控制器连接至感测电路。控制器依据电极Si的原始数据与基线数据,计算电极Si的感测值。当这些电极对的第一电极感测值与第二电极感测值的总和均小于临界值时,控制器依据电极Si的原始数据更新电极Si的基线数据。当这些电极对中有任何一个电极对的第一电极感测值与第二电极感测值的总和大于临界值时,控制器暂停更新这些电极对的基线数据。
在本发明的一实施例中,上述更新电极Si基线数据的步骤包括计算BLi(n)=(N-1)×BLi(n-1)+(N)×RDi。其中,N为范围在0到1之间的一个常数,RDi表示电极Si的原始数据,BLi(n-1)表示电极Si更新前的基线数据,BLi(n)表示电极Si更新后的基线数据。
在本发明的一实施例中,上述计算该电极Si的感测值的步骤包括:计算电极Si的原始数据与电极Si的基线数据二者差值,做为该电极Si的感测值。
基于上述,当触控面板的电极中有任何一个电极的感测值大于临界值时,本发明实施例通过暂停更新所有电极的基线数据来保留小于临界值的感测值。如此,后续处理程序可以利用所述小于临界值的感测值来对触碰点进行更精确定位。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A为依照本发明一实施例说明电容式触控面板与驱动装置的示意图。
图1B为图1A的触控面板沿剖线A-A’绘示的局部剖面示意图。
图2A说明电容式触控面板中某一个感测电极Si的电容原始数据RD与基线数据BL的示意图。
图2B说明电容式触控面板被触碰时,触控面板中某一个感测电极Si的电容原始数据RD与基线数据BL的示意图。
图3A是依照本发明实施例说明图1A中电极S7~S12的感测值示意图。
图3B是依照本发明实施例说明图1A中电极S1~S6的感测值示意图。
图4是依据本实施例说明触碰点很靠近触控面板的第二侧的情形。
图5A是说明图4中感测电极S9的电容原始数据RD9与基线数据BL9的示意图。
图5B是说明图4中感测电极S3的电容原始数据RD3与基线数据BL3的示意图。
图6是依照本发明实施例说明一种触控面板感测值辨识方法的流程示意图。
图7A是说明图4中感测电极S9的电容原始数据RD9与基线数据BL9的示意图。
图7B是说明图4中感测电极S3的电容原始数据RD3与基线数据BL3的示意图。
图8是依照本发明另一实施例说明触控面板感测值辨识方法的流程示意图。
主要元件符号说明
100:触控面板
102:基板
110:导电层
111、112:导电层的两个对向侧边
150:驱动装置
151:选择器
152:感测电路
153:控制器
240:有效触碰期间
BL、BL3、BL9:基线数据
D:低阻抗方向
H:高阻抗方向
RD、RD3、RD9:原始数据
S1~S12:电极
S605~S630、S810~S820:步骤
TP:触碰点
TH:临界值
具体实施方式
本发明所揭露的感测值辨识方法与驱动装置可以应用于任何类型的触控面板。以下将以电容式触控面板做为范例。下述诸实施例可以类推至其它类型的触控面板。
图1A为依照本发明一实施例说明电容式触控面板100与驱动装置150的示意图。图1B为图1A的触控面板100沿剖线A-A’绘示的局部剖面示意图。在图1A与图1B中引入笛卡儿坐标系统(Cartesian coordinate system),其包括相互垂直的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。触控面板100包含导电层110、保护层(cover lens)120以及基板102。导电层110配置于基板102上,而保护层120则配置于导电层110上。导电层110具有导电异向性(Anisotropic Conductivity),也就是说,导电薄膜110在两个不同方向上具有不同的阻抗性。例如,导电层110具有图1A所示的低阻抗方向D以及高阻抗方向H,其中低阻抗方向D和高阻抗方向H可为垂直。在本实施例中,导电层110的低阻抗方向D为Y轴方向。
在本实施例中,基板102与/或保护层120可采用如:聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚对苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate,PMMA)或薄化后的玻璃基板等透明材质。导电层110可以是平行排列的碳纳米管(carbonnano-tube,CNT)所形成的导电薄膜。此碳纳米管薄膜是由超顺垂直排列碳纳米管数组(Super Vertical-Aligned Carbon NanotubeArray)透过拉伸方式制成,可应用在制作透明的导电薄膜。例如,采用化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)或其它适当的方法在硅基板、石英基板或其它适当的基板上形成碳纳米管层。接着,沿着一拉伸方向从碳纳米管层的一侧边拉出碳纳米管薄膜,也就是导电层110。的后,将导电层110配置在基板102上,同时将保护层120覆盖在导电层110上即初步地完成电容式触控面板100。因拉伸制程中,长炼状碳纳米管约略沿着拉伸方向平行排列,使得碳纳米管薄膜在拉伸方向具有较低阻抗,在垂直拉伸方向阻抗约为拉伸方向阻抗的50至350倍之间。碳纳米管薄膜的表面电阻也因量测的位置不同、方向不同而介于1KΩ至800KΩ之间,因此导电层110具有导电异向性。
请参照图1A,导电层110的低阻抗方向D为第一轴向,且导电层110沿第一轴向(例如Y轴方向)的两个对向侧边分别为第一侧111与第二侧112。在第一侧111与第二侧112配置多个电极Si(i为整数,例如图1A所示电极S1~S12)。虽然图1A的电容式触控面板100仅以十两个电极S1~S12作为实现范例,但实际应用时,电极的数目可根据实际触控面板的面积以及设计需求而定。另外,为了简化说明,以下实施例仅以一个触碰点TP为例。在实际操作时,本实施例也可适用于多触碰点的情形。
请参照图1A,驱动装置150包含选择器151、感测电路152与控制器153。本实施例将沿X轴方向扫描并驱动电极S1~S12。例如,前述扫描与驱动的顺序可以是S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12,或是其它顺序(例如随机顺序)。选择器151连接至触控面板100的电极S1~S12。选择器151依据前述顺序逐一选择一个电极,以及提供参考电压(例如接地电压或是其它固定准位的参考电压)至其它未被选择的电极。感测电路152连接于选择器151与控制器153之间。当电极S1~S12的其中一个电极被选择时,感测电路152透过选择器151驱动被选择电极。前述驱动操作例如先对被选择电极施加驱动电压(例如电源电压Vdd)而对导电层110充电,然后移除驱动电压并且感测被选择电极的物理特征值(即原始数据,例如电压值、电荷量或电容值等),以及将被驱动电极的感测结果传送至控制器153。因此,控制器153可以透过感测电路152感测触控面板100的多个电极S1~S12,而获得每一电极Si的原始数据(raw data)RD与基线(baseline)数据BL。依据每一个电极Si的原始数据RD与基线数据BL,控制器153可以计算该电极Si的感测值。控制器153利用电极S1~S12的感测值可以求出触碰点TP的X轴位置与Y轴位置。
电容式触控面板100的驱动电路150所感测出电容原始数据可能包括寄生的电容数据加上触碰点TP的信息。当触控面板100未发生触碰事件时,图2A说明电容式触控面板100中某一个感测电极Si的电容原始数据RD与基线数据BL的示意图。横轴表示时间,纵轴表示信号强度。触控面板100的其它电极均可以参照电极Si的相关说明。当触控面板100未发生触碰时,驱动电路150所转换的电容原始数据RD即为其背景信号。而此背景信号的平均值因为环境因素(例如温度、湿度等)而随着时间作缓慢的变化,使得电容原始数据RD大致上以平均值为中心作上下的变动。所以在信号处理上,控制器153会用滤波器(filter)将电容原始数据RD的低频信号取出而成为基线数据BL。或者,控制器153会使用指数平均(exponential average)的方式来计算BL(n)=(1-N)×BL(n-1)+(N)×RD,以更新电极Si的基线数据BL。其中,N为范围在0到1之间的一个常数,BL(n-1)表示电极Si更新前的基线数据,BL(n)表示电极Si更新后的基线数据。因此,随着时间的不同,这个感测电极Si的基线数据BL会被一直更新。
图2B说明电容式触控面板100被触碰时,触控面板100中某一个感测电极Si(例如电极S9)的电容原始数据RD与基线数据BL的示意图。横轴表示时间,纵轴表示信号强度。当电容式触控面板100被触碰时,此时电极Si的电容原始数据RD的值会因为电容的增加而上升。如果电极Si的感测值(例如RD-BL)上升的值超过临界值TH,则视为触控面板100发生一个有效的触碰。例如,在图2B所示期间240中,电容原始数据RD超过临界值TH,则视为在期间240发生有效触碰。在此期间240时,控制器153便不再更新这个感测电极Si的基线数据BL,而控制器153可以计算这个感测电极Si的原始数据RD与被固定的基线数据BL的差值(即RD-BL)做为这个感测电极Si的触碰信号强度(即感测值)。
依据电极Si的原始数据RD与电极Si的基线数据BL,控制器153可以计算出电极Si的感测值。例如,控制器153可以计算电极Si的原始数据RD与电极Si的基线数据BL二者差值,也就是计算RD-BL,做为电极Si的感测值。在获得每一个电极S1~S12的感测值后,控制器153可以进行后续处理程序,以便利用电极S1~S12的感测值来判断触控面板100有无发生触碰事件,以及对触碰点TP进行定位(也就是计算出触碰点TP的X轴位置与Y轴位置)。以下将说明控制器153对触碰点TP进行定位的一个实现范例。
图3A是依照本发明实施例说明图1A中电极S7~S12的感测值示意图。横轴表示电极S7~S12的位置,纵轴表示感测值。由在触碰点TP较靠近第二电极S9,因此图3A在S9处出现相对极值(relative extreme),例如电极S9的感测值大于邻近电极的感测值。相类似地,图3B是依照本发明实施例说明图1A中电极S1~S6的感测值示意图。横轴表示电极S1~S6的位置,纵轴表示感测值。图3B在S3处也出现相对极值。由于触碰点TP与第一电极S1~S6的距离大于触碰点TP与第二电极S7~S12的距离,因此第一电极S1~S6的感测值整体上小于第二电极S7~S12。控制器153可以依据图3A或图3B计算出触碰点TP的X轴位置。例如,采用内插法或其它算法,依据电极S8、S9、S10的感测值计算出触碰点TP的X轴位置。
当获知第一电极S3与/或第二电极S9出现相对极值时,控制器153会依据第一电极S3与第二电极S9二者感测值的比值计算出触碰点TP的Y轴位置。例如,假设第一电极S3的感测值为A,第二电极S9的感测值为B,则比值r=B/A。若第一电极S3的感测值小于第二电极S9的感测值,则触碰点TP的Y轴位置y=L÷(2r),其中L为第一电极S1~S6至第二电极S7~S12的距离。若第一电极S3的感测值等于第二电极S9的感测值,则y=L÷2。若第一电极S3的感测值大于第二电极S9的感测值,则y=L-(L×r)÷2。若第一电极S3的感测值远小于第二电极S9的感测值,则y=0。若第一电极S3的感测值远大于第二电极S9的感测值,则y=L。
图4是依据本实施例说明触碰点TP很靠近触控面板100的第二侧112的情形。图5A是说明图4中感测电极S9的电容原始数据RD9与基线数据BL9的示意图。图5A中横轴表示时间,纵轴表示信号强度。如上所述,当控制器153发现电极S9的感测值(RD9-BL9)上升的值超过临界值TH,则视为触控面板100发生一个有效的触碰。在此有效触碰期间,控制器153暂停对感测电极S9的基线数据BL9进行更新,而控制器153可以计算RD9-BL9做为感测电极S9的触碰信号强度(即感测值)。然而,在控制器153暂停对感测电极S9的基线数据BL9进行更新的期间,控制器153可能会继续对其他电极的基线数据BL进行更新。
图5B是说明图4中感测电极S3的电容原始数据RD3与基线数据BL3的示意图。图5B中横轴表示时间,纵轴表示信号强度。在上述有效触碰期间(即图5A中RD9-BL9的值超过临界值TH的期间),由于触碰点TP与电极S3的距离很远,因此感测电路152感测到电极S3的感测值(RD3-BL3)可能会小于临界值TH。由于电极S3的感测值小于临界值TH,所以控制器153会随着时间的不同而一直更新感测电极S3的基线数据BL3。由于电极S3的基线数据BL3被更新,电极S3的感测值(RD3-BL3)丧失了触碰点TP的信息,如图5B所示。在此情况下,控制器153依据错误的第一电极S3感测值与正确的第二电极S9感测值,所计算出触碰点TP的Y轴位置当然是不正确的。如此一来,触控面板100靠近电极处形成一个非感测区域(即无法正确感测触碰点TP位置的区域)。
上述实施例的感测值辨识方法中,基线数据BL的更新是由自身电极所感测到的原始数据RD是否超过临界值TH来决定。以下另举一实施例,使基线数据BL的更新除了由本身电极所感测的值来判断外,也会由其它电极所感测的值来判断。
图6是依照本发明实施例说明一种触控面板感测值辨识方法的流程示意图。在步骤S605中,感测电路152透过选择器151的切换操作而逐一感测电极S1~S12,而获得每一个电极的原始数据RD。在步骤S610中,控制器153依据电极Si的原始数据RD与基线数据BL,计算电极Si的感测值。例如,控制器153依据电极S3的原始数据RD3与基线数据BL3,计算RD3-BL3作为电极S3的感测值。又例如,控制器153依据电极S9的原始数据RD9与基线数据BL9,计算RD9-BL9作为电极S9的感测值。其余电极的感测值可以依此类推。
在步骤S615中,控制器153判断有没有任何一个电极的感测值大于临界值TH。当电极S1~S12的感测值均小于临界值TH时,控制器153依据该电极Si的原始数据RDi更新电极Si的基线数据BLi(步骤S 630)。例如,控制器153会计算BL3(n)=(1-N)×BL3(n-1)+(N)×RD3,其中N为范围在0到1之间的一个常数,来更新电极S3的基线数据BL3。又例如,控制器153会计算BL9(n)=(1-N)×BL9(n-1)+(N)×RD9,其中N为范围在0到1之间的一个常数,来更新电极S9的基线数据BL9。其余电极Si的基线数据BLi可以依此类推。
当电极S1~S12中有任何一个电极的感测值大于临界值TH时,控制器153暂停更新所有电极S1~S12的基线数据BL(步骤S620)。然后,控制器153可以依据基线数据BL与原始数据RD计算出电极S1~S12的感测值。接下来控制器153可以进行步骤S625,以便使用电极S1~S12的感测值去计算出触碰点TP的X轴位置与Y轴位置。步骤S625的实现方式可以参照前一个实施例的说明,或是以其它算法计算触碰点TP的X轴位置与Y轴位置。
图7A是说明图4中感测电极S9的电容原始数据RD9与基线数据BL9的示意图。图7B是说明图4中感测电极S3的电容原始数据RD3与基线数据BL3的示意图。图7A与图7B中横轴表示时间,纵轴表示信号强度。当触控面板100没有发生触碰事件时,电极S3的基线数据BL3和电极S9的基线数据BL9均随着背景信号作变化。当有一个触碰物靠近电极S9时,电极S9的原始数据RD9会超过临界值TH。当控制器153发现电极S9的感测值(RD9-BL9)超过临界值TH,则视为触控面板100发生一个有效的触碰。在此有效触碰期间,虽然电极S3的感测值(RD3-BL3)没有超过临界值TH,然而由于控制器153进行了步骤S620而暂停更新所有电极S1~S12的基线数据BL,使得电极S3的感测值(RD3-BL3)仍然可以保存触碰点TP的信息。在此情况下,控制器153便可依据正确的第一电极S3感测值与正确的第二电极S9感测值来计算出触碰点T P的Y轴位置。如此一来,触控面板100的非感测区域便可以减少。
综上所述,当触控面板100的电极S1~S12中有任何一个电极的感测值大于临界值TH时,上述实施例通过暂停更新所有电极S1~S12的基线数据BL来保留小于临界值的感测值。如此就能避免某些较远离触碰位置的电极信号因为基线数据BL的更新而失真。因此,后续处理程序可以利用所述小于临界值TH的感测值来对触碰点TP进行更精确定位。
上述实施例是以单一个电极的原始数据RD或感测值做为判断依据。然而,本发明的实现方式不限于此。例如,图8是依照本发明另一实施例说明触控面板感测值辨识方法的流程示意图。请参照图1与图8,在本实施例中,第一电极S1与第二电极S7视为第一电极对,第一电极S2与第二电极S8视为第二电极对,第一电极S3与第二电极S9视为第三电极对,第一电极S4与第二电极S10视为第四电极对,第一电极S5与第二电极S11视为第五电极对,第一电极S6与第二电极S12视为第六电极对。在每一个电极对中,自第一电极至第二电极的方向为第一轴向(或低阻抗方向D)。
图8中步骤S605、S610、S620、S625、S630与图6相同。在步骤S605中,感测电路152通过选择器151感测触控面板100的多个电极对,并将获得的多个原始数据传送给控制器153。控制器153进行步骤S610以便依据电极Si的原始数据与基线数据,计算电极Si的感测值。在步骤S610后,控制器153进行步骤S810,以分别对各个电极对的感测值进行加总。例如,步骤S810将第一电极S1的感测值加上第二电极S7的感测值,作为第一电极对的感测值,以及将第一电极S2的感测值加上第二电极S8的感测值,作为第二电极对的感测值。其余依此类推。
在步骤S820中,控制器153判断在电极对中有无任何一个电极对的感测值(即第一电极与第二电极的感测值总和)大于临界值TH。当这些电极对的感测值均小于临界值TH时,控制器153依据电极Si的原始数据RD更新电极Si的基线数据(步骤S630)。当这些电极对中有任何一个电极对的感测值大于临界值TH时,控制器153暂停更新这些电极对的基线数据BL(步骤S620)。以图4为例,当第三电极对的感测值(即S3+S9)大于临界值TH时,控制器153暂停更新所有电极对的基线数据BL。接下来控制器153可以进行步骤S625,以便使用电极S1~S12的感测值去计算出触碰点TP的X轴位置与Y轴位置。如此做的好处为相对电极的原始数据RD是彼此成反比关系,彼此相加后可以减少对位置的相依性,如此在触控信号强度的判断会比较准确。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。