CN102955601B - 触控面板的3d感测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种触控面板的3D感测方法及系统，用以感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标，该方法包括下列步骤：规划该触控面板使其具有一触控分辨率；依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；以及使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一3D坐标，及在所述感测值高于所述感测值上限或低于所述感测值下限时，重新规划该触控面板以改变所述的触控分辨率。

Description

触控面板的3D感测方法及系统
技术领域
本发明是有关于一种触控面板的触控感测方法及系统，特别是一种触控面板的3D感测方法及系统。
背景技术
一般的触控面板所提供的操作接口大抵为接触式触控接口。然而，当触控面板的尺寸变大时，接触式触控的反应时间一般会因数据处理量变大而变长，从而无法跟上使用者的操控速度。
另外，公知亦有利用投射式电容触控面板(Projected CapacitiveTouch-PCT)提供非接触操作接口的作法，其原理说明如下：当一物体由一投射式电容触控面板的上方向该触控面板靠近时，该触控面板所产生的感应信号会由弱变强；而当所述的感应信号高于一临界值时，该触控面板即执行一2维坐标计算。
前述公知非接触操作接口的作法虽可加快感测速度，惟由于其触控面板一般乃以一固定的分辨率、一固定的扫瞄频率、及一固定的临界值侦测一非接触操作，因而只能提供一2维坐标平面，而无法增加该触控面板的操作自由度，此乃其美中不足之处。因此，需要一种3D感测机制以增加触控面板的操控自由度及反应速度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控面板的3D感测方法，其可感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标。
本发明的另一目的在于提供一种触控面板的3D感测方法，其可依复数个3D坐标产生一手势代码。
本发明的另一目的在于提供一种触控面板的3D感测系统，其可感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标。
本发明的另一目的在于提供一种触控面板的3D感测系统，其可依复数个3D坐标产生一手势代码。
为实现上述的目的，本发明提供的触控面板的3D感测方法，用以感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标，其中该3D坐标包括一Z轴坐标，对应于该物体与该触控面板的距离，该方法包括下列步骤：
规划该触控面板使其具有一触控分辨率；
依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；以及
使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一所述的3D坐标，及在所述感测值高于所述感测值上限或低于所述感测值下限时，重新规划该触控面板以改变所述的触控分辨率。
所述的触控面板的3D感测方法，其中，包括以下步骤：
依复数个所述3D坐标产生一手势代码。
本发明提供的触控面板的3D感测系统，用以感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标，其中该3D坐标包括一Z轴坐标，对应于该物体与该触控面板的距离，该系统具有：
一分辨率控制电路，用以规划该触控面板，使该触控面板具有一触控分辨率；
一临界值控制电路，用以依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；
一比较单元，用以使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一第一比较结果，在所述感测值高于所述感测值上限时产生一第二比较结果，及在所述感测值低于所述感测值下限时产生一第三比较结果；其中所述第二比较结果及第三比较结果是用以驱动该分辨率控制电路，以改变所述的触控分辨率；以及
一触控数据产生单元，用以反应于所述的第一比较结果以产生代表一3D坐标的一组触控资料。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，具有一手势判断手段，其依复阵列所述触控数据产生一手势代码。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述的手势代码代表由点选对象、翻页、移动对象、及缩/放对象的操作群组所选择的操作。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，该手势判断手段具有一中央处理单元。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，该触控面板是一电容式触控面板。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述感测值是一电压值或一电流值。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述的触控数据与一输入装置的输出数据结合以提供一复式操作接口。
所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述的输入装置是一鼠标或一键盘。
本发明可以提高触控面板的操控自由度及反应速度。
附图说明
图1(a)为本发明由设定一投射式电容触控面板的一第一分辨率以感测一物体在该投射式电容触控面板上方D1高度处的3D坐标的工作示意图。
图1(b)为本发明由设定图1(a)该投射式电容触控面板的一第二分辨率以感测一物体在该投射式电容触控面板上方D2高度处的3D坐标的工作示意图。
图2为本发明触控面板的3D感测方法其一较佳实施例的流程图。
图3为本发明触控面板的3D感测系统其一较佳实施例的方块图。
具体实施方式
本发明提出了一种触控面板的3D感测方法，以感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标，其中该3D坐标包括一Z轴坐标，其系对应于该物体与该触控面板的距离，该方法包括下列步骤：
规划该触控面板使其具有一触控分辨率；
依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；以及
使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一3D坐标，及在所述感测值高于所述感测值上限或低于所述感测值下限时，重新规划该触控面板以改变所述的触控分辨率。
较佳的，该方法进一步包括以下步骤：
依复数个所述3D坐标产生一手势代码。
本发明进一步提出一种触控面板的3D感测系统，以感测一物体在一触控面板上方的一3D坐标，其中该3D坐标包括一Z轴坐标，其对应于该物体与该触控面板的距离，该系统具有：
一分辨率控制电路，用以规划该触控面板，使该触控面板具有一触控分辨率；
一临界值控制电路，用以依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；
一比较单元，用以使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一第一比较结果，在所述感测值高于所述感测值上限时产生一第二比较结果，及在所述感测值低于所述感测值下限时产生一第三比较结果；其中所述第二比较结果及第三比较结果是用以驱动该分辨率控制电路，以改变所述的触控分辨率；以及
一触控数据产生单元，用以反应于所述的第一比较结果以产生代表一3D坐标的一组触控资料。
较佳的，该系统进一步具有一手势判断手段，其依复阵列所述的触控数据产生一手势代码。
较佳的，所述的手势代码是代表由点选对象、翻页、移动对象、及缩/放对象的操作群组所选择的操作。
较佳的，该手势判断手段具有一中央处理单元。
较佳的，所述的触控数据可进一步与一输入装置的输出数据结合以提供一复式操作接口。
较佳的，所述的输入装置是一鼠标或一键盘。
较佳的，该触控面板是一电容式触控面板。
较佳的，所述感测值是一电压值或一电流值。
为能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后。
请一并参照图1(a)～1(b)，其绘示本发明在一电容式触控面板上方定义出一3D坐标空间的原理。如图所示，当一物体20接近一电容式触控面板300时，该电容式触控面板300会在该物体20于其X-Y平面的投影处产生一感应值S，而在所述投影处的周围会伴随有噪声N，其中所述感应值S是随该物体20与该电容式触控面板300的距离增加/减少而变低/变高，以及随该电容式触控面板300的等效电容变大/变小而变高/变低。所述感应值S可为一电压值或一电流值。
在图1(a)中，该电容式触控面板300的分辨率被规划为1×2，且一感测值上限L1及一感测值下限L2是用以形成一感测值作用区，以侦测该物体20与该电容式触控面板300的距离是否落在一第一距离范围内。在图1(b)中，该电容式触控面板300的分辨率被规划为3×6，且感测值上限L1及感测值下限L2是用以形成一感测值作用区，以侦测该物体20与该电容式触控面板300的距离是否落在一第二距离范围内，其中所述第二距离范围是紧接于所述第一距离范围的下方。依此，当该物体20与该电容式触控面板300的距离落于所述第一距离范围内时，本发明即可利用一第一平面描述其位置；而当该物体20与该电容式触控面板300的距离低于所述第一距离范围的下限时，本发明即切换该电容式触控面板300的分辨率至3×6，改以一第二平面描述其位置，其中所述第一平面具有第一Z轴坐标且其X-Y平面的分辨率为1×2，而所述第二平面具有第二Z轴坐标且其X-Y平面的分辨率为3×6。依此，本发明即可定义出一3维的感测空间。
依上述的原理，本发明提出一种电容式触控面板的3D感测方法，其流程请参照图2。如图2所示，该方法包含以下步骤：
规划一触控面板使其具有一触控分辨率(步骤1)；
依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限(步骤2)；
使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一3D坐标，及在所述感测值高于所述感测值上限或低于所述感测值下限时，重新规划该触控面板以改变所述的触控分辨率(步骤3)；以及
依复数个所述3D坐标产生一手势代码(步骤4)。
在步骤1，本发明是利用一分辨率控制电路规划该触控面板的所述触控分辨率。其中所述的触控分辨率会决定所述感测值的距离灵敏度-所述的触控分辨率越低，所述的距离灵敏度就越高，该触控面板所能感测的物体近接距离就越远。
在步骤2，本发明是利用一临界值控制电路，以依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限。
在步骤3，本发明是利用一比较单元，以使一感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一第一比较结果，在所述感测值高于所述感测值上限时产生一第二比较结果，及在所述感测值低于所述感测值下限时产生一第三比较结果；其中，所述第一比较结果是用以驱动一触控数据产生单元，以产生代表一3D坐标的一组触控资料；所述第二比较结果及第三比较结果是用以驱动该分辨率控制电路，以改变所述的触控分辨率。
在步骤4，本发明是利用一手势判断手段，以依复阵列所述的触控数据产生一手势代码。
依前述的方法，本发明进一步提出一种电容式触控面板的3D感测系统。请参照图3，其绘示本发明触控面板的3D感测系统一较佳实施例的方块图。如图3所示，本发明触控面板的3D感测系统包括一电容式触控面板300及一手势判断手段310。
电容式触控面板300具有一传感器301、一分辨率控制电路302、一临界值控制电路303、一比较单元304、以及一触控数据产生单元305。
传感器301是一电容式的触控传感器，其具有一感应阵列，用以输出一感测区的感测值，其中所述感测值的强度会随一物体接近所述感测区而增强。另外，并接所述的感应阵列以降低其分辨率，从而增加所述感测区的面积，也会增强所述的感测值。
分辨率控制电路302是用以规划传感器301，使传感器301具有一触控分辨率；以及用以提供一平面坐标数据DX，Y、一分辨率数据DRL、以及一感测输出值VSENSE，其中感测输出值VSENSE是依传感器301的所述感测值而产生。
临界值控制电路303是用以依与所述触控分辨率对应的一控制信号STH设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限L1及一感测值下限L2。所述感测值上限L1及感测值下限L2可随所述触控分辨率作适度的调整以增加3D感测的准确度。
比较单元304是用以使感测输出值VSENSE分别与所述感测值上限L1及所述感测值下限L2做比较，以在感测输出值VSENSE位于所述感测值上限L1及所述感测值下限L2之间时产生一第一比较结果S1，在感测输出值VSENSE高于所述感测值上限L1时产生一第二比较结果S2，及在感测输出值VSENSE低于所述感测值下限L2时产生一第三比较结果S3；其中，所述的第二比较结果S2及第三比较结果S3是用以驱动该分辨率控制电路302，以改变所述的触控分辨率。
触控数据产生单元305是用以依所述第一比较结果S1、所述平面坐标数据DX，Y、以及所述分辨率数据DRL产生代表一3D坐标的一组触控资料D3D。
手势判断手段310是依复阵列所述的触控数据D3D产生一手势代码。所述的手势代码可代表点选对象、翻页、移动对象、或缩/放对象等操作。手势判断手段310较佳为以电容式触控面板300外部的一CPU(CentralProcessing Unit-中央处理单元)实施，因其具有强大的软、硬件资源，可大幅减轻电容式触控面板300的工作负荷。
另外，所述的触控数据D3D亦可与其它输入装置(例如但不限于鼠标、键盘)的输出数据结合以提供一复式操作接口。例如可利用3D感测在显示屏上圈出一作业区，再由一鼠标在该作业区进行细部操作。
至此，本发明已提出一可供使用者以3D方式操作一电容式触控面板的方法及系统，其不仅可感测一物体相对于该电容式触控面板的3D坐标，亦可依复数个3D坐标产生一手势代码，以方便使用者操作该电容式触控面板。
本发明所揭示的，乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本发明的技术思想而为本领域技术人员所易于推知的，俱不脱本发明的权利要求范畴。

Claims (9)

1.一种触控面板的3D感测方法，用以感测一物体在一电容式触控面板上方的一3D坐标，其中该3D坐标包括一Z轴坐标，对应于该物体与该电容式触控面板的距离，该方法包括下列步骤：
通过一分辨率控制电路规划该电容式触控面板使其具有一触控分辨率，其中该电容式触控面板具有一感应阵列，且该分辨率控制电路是藉由并接该感应阵列的传感器以增加一感应区域面积、增强一感测值、及降低该触控分辨率；
依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；以及
使该感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一所述的3D坐标，及在所述感测值高于所述感测值上限或低于所述感测值下限时，重新规划该触控面板以改变所述的触控分辨率；
其中该触控分辨率决定该感测值的一距离灵敏度的方式为：当该触控分辨率变低，该距离灵敏度会变高以使该物体可在一较远距离处被该电容式触控面板侦测到。
2.根据权利要求1所述的触控面板的3D感测方法，其中，包括以下步骤：
依复数个所述3D坐标产生一手势代码。
3.一种触控面板的3D感测系统，用以感测一物体在一电容式触控面板上方的一3D坐标，其中该3D坐标包括一Z轴坐标，对应于该物体与该电容式触控面板的距离，该系统具有：
一分辨率控制电路，用以规划该电容式触控面板，使该电容式触控面板具有一触控分辨率，其中该电容式触控面板具有一感应阵列，且该分辨率控制电路是藉由并接该感应阵列的传感器以增加一感应区域面积、增强一感测值、及降低该触控分辨率；以及其中该触控分辨率决定该感测值的一距离灵敏度的方式为：当该触控分辨率变低，该距离灵敏度会变高以使该物体可在一较远距离处被该电容式触控面板侦测到；
一临界值控制电路，用以依所述触控分辨率设定一感测值作用区，其中所述感测值作用区具有一感测值上限及一感测值下限；
一比较单元，用以使该感测值分别与所述感测值上限及所述感测值下限做比较，以在所述感测值位于所述感测值上限及所述感测值下限之间时产生一第一比较结果，在所述感测值高于所述感测值上限时产生一第二比较结果，及在所述感测值低于所述感测值下限时产生一第三比较结果；其中所述第二比较结果及第三比较结果是用以驱动该分辨率控制电路，以改变所述的触控分辨率；以及
一触控数据产生单元，用以反应于所述的第一比较结果以产生代表一3D坐标的一组触控资料。
4.根据权利要求3所述的触控面板的3D感测系统，其中，具有一手势判断手段，其依复阵列所述触控数据产生一手势代码。
5.根据权利要求4所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述的手势代码代表由点选对象、翻页、移动对象、及缩/放对象的操作群组所选择的操作。
6.根据权利要求4所述的触控面板的3D感测系统，其中，该手势判断手段具有一中央处理单元。
7.根据权利要求3所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述感测值是一电压值或一电流值。
8.根据权利要求3所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述的触控数据与一输入装置的输出数据结合以提供一复式操作接口。
9.根据权利要求8所述的触控面板的3D感测系统，其中，所述的输入装置是一鼠标或一键盘。
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