CN103135873B - 触碰感测系统及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种触碰感测系统及其操作方法。此触碰感测系统包括有一触控面板、一驱动装置与一处理电路。所述的触控面板具有排列成一矩阵的多个触碰感测单元。所述的驱动装置用以驱动上述触碰感测单元，以自每一触碰感测单元接收一感测信号，并将每一感测信号转换成数字形式而输出。所述的处理电路用以依据驱动装置所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵，并以一预设方式来搜寻此感测值矩阵中的非零元素，以将找到的所有非零元素视为一物件轮廓，进而计算此物件轮廓的大小。
Description
【技术领域】
本发明乃是有关于触控技术的领域，且特别是有关于一种触碰感测系统及其操作方法。
【背景技术】
随着触控技术不断的精进与发展，触控式的输入装置已普遍应用在许多终端电子产品上，提供了更为优越的操控性及多样性的介面操作方式，藉以取代传统滑鼠及键盘等输入装置的功能，进而节省操作的空间并解决周边输入设备携带不便的困扰。
触控面板依据其触控技术概分有电阻式、电容式、光学式或声波式等，而电容式触控面板为目前市场中较受欢迎且市场占有率较高的技术。但是，在传统的电容式触碰感测系统仍然有一些问题解决，例如：使用者的手掌或手腕按压在电容式触碰感测系统的触控面板上而造成电容式触碰感测系统的误动作，甚至为了消除使用者误触的位置而造成感测系统的运作过于复杂，导致感测系统的运作时间过长。
【发明内容】
本发明的目的就是在提供一种触碰感测系统，其触碰感测的运作时间较短。
本发明的另一目的就是在提供一种对应于上述触碰感测系统的操作方法。
本发明提出一种触碰感测系统，其包括有一触控面板、一驱动装置与一处理电路。所述的触控面板具有多个触碰感测单元，而所述的触碰感测单元系排列成一矩阵。所述的驱动装置系电性连接上述的触碰感测单元，并用以驱动上述的触碰感测单元，以自每一触碰感测单元接收一感测信号，并将每一感测信号转换成数字形式而输出。至于所述的处理电路，其用以接收上述驱动装置所输出的感测信号，并依据每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵。上述的处理电路还逐列扫描上述的感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的起始点。此外，处理电路还自起始点开始而依平行于上述预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素，且每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，处理电路便以上述的最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与上述最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于上述最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向。当再次扫描到上述的起始点时，处理电路便将先前所找到的非零元素皆视为上述的物件轮廓的一部分，以进一步计算此物件轮廓的大小。
本发明另提出一种触碰感测系统的操作方法。所述的触碰感测系统包括有一触控面板与一驱动装置。所述的触控面板具有多个触碰感测单元，且上述的触碰感测单元系排列成一矩阵。而所述的驱动装置系电性连接上述的触碰感测单元，并用以驱动上述的触碰感测单元，以自每一触碰感测单元接收一感测信号，并将每一感测信号转换成数字形式而输出。所述的操作方法包括有下列步骤：依据上述驱动装置所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵；逐列扫描上述的感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的起始点；自起始点开始而依平行于上述预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素；每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，便以上述的最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与上述最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于上述最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向；以及当再次扫描到上述的起始点时，便将先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，以进一步计算此物件轮廓的大小。
本发明解决前述问题的手段，乃是先依据触碰感测系统中的驱动装置所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵。接着，逐列扫描上述的感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的起始点。然后，自起始点开始而依平行于上述预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素。此外，每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，便以上述的最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与上述最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于上述最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向。因此，当再次扫描到上述的起始点时，便可将先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，以进一步计算此物件轮廓的大小。由于本发明仅计算物件轮廓的大小，而不是去计算触碰位置的面积大小，因此本发明的触碰感测系统的运作较简单，运作时间也较短。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1为依照本发明一实施例的触碰感测系统的示意图。
图2为处理电路所定义的其中一种感测值矩阵。
图3用以说明预设方式的其中一种实施样态。
图4用以说明预设方式的其中一种实施样态。
图5用以说明预设方式的其中一种实施样态。
图6为图2所示的感测值矩阵以二值化处理之后的结果。
图7为依照本发明一实施例的触碰感测系统的操作方法的流程图。
【主要元件符号说明】
100：触碰感测系统
110：处理电路
120：驱动装置
130：触控面板
132：触碰感测单元
140：第一导线
150：第二导线
200：感测值矩阵
S702～S710：步骤
【具体实施方式】
图1为依照本发明一实施例的触碰感测系统的示意图。请参照图1，此触碰感测系统100包括有处理电路110、驱动装置120与触控面板130。触控面板130具有多个触碰感测单元132(如图1仅标示一个触碰感测单元来表示)，且这些触碰感测单元132系排列成一矩阵。在此，较佳地，以触控面板130系为电容式触控面板为范例，然本发明并非以此为限。此外，此例的触控面板130中的触碰感测单元132的数目仅是用以举例，亦非用以限制本发明。请再参照图1，驱动装置120系通过多条第一导线140与多条第二导线150来电性连接触控面板130中的触碰感测单元132。每条第一导线140系电性连接其中一列的触碰感测单元132，而每条第二导线150系电性连接其中一行的触碰感测单元132。
驱动装置120用以驱动触控面板130中的触碰感测单元132，以自每一触碰感测单元132接收一感测信号。举例来说，驱动装置120可以是通过上述各第一导线140来逐列提供每一列的触碰感测单元132一驱动信号，并在驱动其中一列触碰感测单元132的同时，再通过上述各第二导线150来同时接收被驱动的每一触碰感测单元132所产生的感测信号，然后再将所接收到的每一感测信号转换成数字形式而输出。
至于处理电路110，其用以接收驱动装置120所输出的感测信号，并用以依据驱动装置120所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元132的位置来定义一感测值矩阵，以图2来举例说明的。图2为处理电路110所定义的其中一种感测值矩阵。请参照图2，此感测值矩阵200具有7×7个元素，且每一元素的值系表示一对应触碰感测单元132的感测信号的值。换句话说，位于第i列第j行的元素的值系表示触控面板130中位于第i列第j行的触碰感测单元132的感测信号的值，其中i与j皆为自然数。
在定义出一感测值矩阵之后，处理电路110便会以一预设方式来搜寻此感测值矩阵中的非零元素，以将找到的所有非零元素视为一物件轮廓，进而计算此物件轮廓的大小。以下将以感测值矩阵200来举例说明前述的预设方式。
图3用以说明前述预设方式的其中一种实施样态。在图3中，标示200即表示图2所示的感测值矩阵。请参照图3，在所述预设方式中，处理电路110在定义出感测值矩阵200之后，便会逐列扫描感测值矩阵200，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的起始点。以图3所示的实施样态而言，处理电路110系以自第一列元素开始至最后一列元素的方式来逐列扫描感测值矩阵200，且系以自第一行元素开始至最后一行元素的方向来扫描每列元素中的每一元素的值。换句话说，上述的预设方向系自第一行元素开始至最后一行元素的方向。然而，在其他的实施样态中，处理电路110也可以是自最后一列元素开始至第一列元素的方式来逐列扫描感测值矩阵200。此外，在其他的实施样态中，上述的预设方向亦可以是自最后一行元素开始至第一行元素的方向。另外，在图3所示的实施样态中，处理电路110系将位于第二列第二行的元素当作一物件轮廓的起始点。
在所述预设方式中，处理电路110在找到上述起始点后，便会自起始点开始而依平行于上述预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素。以图3所示的实施样态而言，处理电路110于此时的搜寻方向系与先前的预设方向相同，也就是自第一行元素开始至最后一行元素的方向。然而，在其他的实施样态中，处理电路110于此时的搜寻方向亦可为自最后一行元素开始至第一行元素的方向。
此外，在所述预设方式中，处理电路110每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，处理电路便以上述的最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与上述最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于上述最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向。以图3所示的实施样态而言，处理电路110自起始点开始而依上述的搜寻方向(此时为自第一行元素开始至最后一行元素的方向)来寻找其他的非零元素时，系会将位于第二列第六行的元素当作此搜寻方向上的最后一个非零元素。
因此，处理电路110便会以位于第二列第六行的元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与位于第二列第六行的元素相邻的元素。在图3所示的实施样态中，上述的预设角度范围系为顺时针旋转180度的角度范围。而由于处理电路110在此时所扫描到的第一个非零元素系位于第三列第六行，因此处理电路110会以位于第三列第六行的元素相对于位于第二列第六行的元素的方向来取代先前的搜寻方向。接着，处理电路110会以新的搜寻方向来寻找其他的非零元素，直到找到此新搜寻方向上的最后一个非零元素，也就是直到找到位于第五列第六行的元素。
在找到此新搜寻方向上的最后一个非零元素之后，处理电路110便会以位于第五列第六行的元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描顺时针旋转180度的角度范围，以扫描与位于第五列第六行的元素相邻的元素，一如图4所示。图4亦用以说明前述的实施样态。在图4中，标示200即表示图2所示的感测值矩阵。请参照图4，由于处理电路110在此时所扫描到的第一个非零元素系位于第六列第五行，因此处理电路110会以位于第六列第五行的元素相对于位于第五列第六行的元素的方向来取代先前的搜寻方向。接着，处理电路110会再次以新的搜寻方向来寻找其他的非零元素，直到找到此新搜寻方向上的最后一个非零元素。然而，由于此新搜寻方向上的最后一个非零元素即是位于第六列第五行的元素，因此处理电路110便会以位于第六列第五行的元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描顺时针旋转180度的角度范围，以扫描与位于第六列第五行的元素相邻的元素。
由于处理电路110在此时所扫描到的第一个非零元素系位于第六列第四行，因此处理电路110会以位于第六列第四行的元素相对于位于第六列第五行的元素的方向来取代先前的搜寻方向。接着，处理电路110又会再次以新的搜寻方向来寻找其他的非零元素，直到找到此新搜寻方向上的最后一个非零元素，也就是直到找到位于第六列第二行的元素。在找到此新搜寻方向上的最后一个非零元素之后，处理电路110便会以位于第六列第二行的元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描顺时针旋转180度的角度范围，以扫描与位于第六列第二行的元素相邻的元素。
因此，处理电路110在此时所扫描到的第一个非零元素，会是位于第五列第二行的元素。接着，处理电路110会以位于第五列第二行的元素相对于位于第六列第二行的元素的方向来取代先前的搜寻方向，并再次以新的搜寻方向来寻找其他的非零元素，直到找到此新搜寻方向上的最后一个非零元素，也就是直到找到位于第二列第二行的元素。
此外，在所述预设方式中，当处理电路110再次扫描到上述物件轮廓的起始点时，便会将先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，以进一步计算此物件轮廓的大小。以图3所示的实施样态而言，由于处理电路110所找到的位于第二列第二行的元素，就是其先前所认定的起始点，因此处理电路110便会将先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，以图5来说明的。图5亦用以说明前述的实施样态。在图5中，标示200即表示图2所示的感测值矩阵。如图5所示，这些箭头所经过的那些元素，皆是处理电路110先前所找到的非零元素。因此，处理电路110便会将这些先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，并据以进一步计算此物件轮廓的大小。
此外，在另一实施例中，处理电路110每当找到同一搜寻方向上的最后一个非零元素时，其最后一个非零元素亦可能为同一搜寻方向上的起始点。
尽管在上述的实施样态中，预设角度范围系为顺时针旋转180度的角度范围，然此并非用以限制本发明，本领域具有通常知识者当知在其他的实施样态中，预设角度范围亦可为逆时针旋转180度的角度范围。以图5为例，当预设角度范围改变为逆时针旋转180度的角度范围时，处理电路110便会以与图5所示箭头所指路径完全相反的路径来找非零元素。当然，预设角度范围亦可以是其他的角度范围，例如是顺时针旋转135度的角度范围，或是逆时针旋转75度的角度范围。
此外，在所述预设方式中，处理电路110在逐列扫描感测值矩阵之前，更可以是先将感测值矩阵中的所有元素的值进行二值化处理，以图6来说明的。图6为图2所示的感测值矩阵200以二值化处理之后的结果。如图6所示，感测值矩阵200在经过二值化处理之后，原来的非零元素的值皆改设为1，而其他元素的值则皆维持为0。在将感测值矩阵中的所有元素的值进行二值化处理之后，处理电路110便可依照前述的预设方式来计算此物件轮廓的大小。
通过上述各实施样态的教示，本领域具有通常知识者当可归纳出本发明的触碰感测系统的一些基本操作步骤，一如图7所示。图7为依照本发明一实施例的触碰感测系统的操作方法的流程图。所述的触碰感测系统包括有一触控面板与一驱动装置。所述的触控面板具有多个触碰感测单元，且上述的触碰感测单元系排列成一矩阵。而所述的驱动装置系电性连接上述的触碰感测单元，并用以驱动上述的触碰感测单元，以自每一触碰感测单元接收一感测信号，并将每一感测信号转换成数字形式而输出。请参照图7，所述的操作方法包括有下列步骤：依据上述驱动装置所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵(如步骤702所示)；逐列扫描上述的感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的起始点(如步骤704所示)；自起始点开始而依平行于上述预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素(如步骤706所示)；每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，便以上述的最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与上述最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于上述最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向(如步骤708所示)；以及当再次扫描到上述的起始点时，便将先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，以进一步计算此物件轮廓的大小(如步骤710所示)。
综上所述，本发明解决前述问题的手段，乃是先依据触碰感测系统中的驱动装置所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵。接着，逐列扫描上述的感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的起始点。然后，自起始点开始而依平行于上述预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素。此外，每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，便以上述的最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与上述最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于上述最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向。因此，当再次扫描到上述的起始点时，便可将先前所找到的非零元素皆视为上述物件轮廓的一部分，以进一步计算此物件轮廓的大小。由于本发明仅计算物件轮廓的大小，而不是去计算触碰位置的面积大小，因此本发明的触碰感测系统的运作较简单，运作时间也较短，此外，利用本发明的操作方法所侦测出的触碰范围，具有收敛的平滑区域，可消除边缘噪声信号造成的锯齿形状。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，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，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种触碰感测系统，包括：
一触控面板，具有多个触碰感测单元，该些触碰感测单元排列成一矩阵；
一驱动装置，电性连接该些触碰感测单元，并用以驱动该些触碰感测单元，以自每一触碰感测单元接收一感测信号，并将每一感测信号转换成数字形式而输出；以及
一处理电路，用以接收该驱动装置所输出的该些感测信号，其特征在于，
所述处理电路进一步依据每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵，该处理电路还逐列扫描该感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的一起始点，该处理电路还自该起始点开始而依平行于该预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素，且每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，该处理电路便以该最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与该最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于该最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向，且当再次扫描到该起始点时，该处理电路便将先前所找到的非零元素皆视为该物件轮廓的一部分，以进一步计算该物件轮廓的大小。
2.根据权利要求1所述的触碰感测系统，其特征在于，该预设方向为自第一行元素开始至最后一行元素的方向，或为自最后一行元素开始至第一行元素的方向。
3.根据权利要求1所述的触碰感测系统，其特征在于，平行于该预设方向的该搜寻方向为自第一行元素开始至最后一行元素的方向，或为自最后一行元素开始至第一行元素的方向。
4.根据权利要求1所述的触碰感测系统，其特征在于，该预设角度范围为顺时针旋转180度的角度范围或逆时针旋转180度的角度范围。
5.根据权利要求1所述的触碰感测系统，其特征在于，该处理电路在逐列扫描该感测值矩阵之前，更先将该感测值矩阵中的所有元素的值进行二值化处理。
6.一种触碰感测系统的操作方法，该触碰感测系统包括有一触控面板与一驱动装置，该触控面板具有多个触碰感测单元，且该些触碰感测单元排列成一矩阵，该驱动装置电性连接该些触碰感测单元，并用以驱动该些触碰感测单元，以自每一触碰感测单元接收一感测信号，并将每一感测信号转换成数字形式而输出，其特征在于，该操作方法包括：
依据该驱动装置所输出的每一感测信号的值与每一感测信号所对应的触碰感测单元的位置来定义一感测值矩阵；
逐列扫描该感测值矩阵，并依一预设方向扫描每列元素中的每一元素的值，以便将扫描到的第一个非零元素当作一物件轮廓的一起始点；
自该起始点开始而依平行于该预设方向的一搜寻方向来寻找其他的非零元素；
每当找到目前的搜寻方向上的最后一个非零元素时，便以该最后一个非零元素为轴心而自目前的搜寻方向开始并以由小至大的方式来扫描一预设角度范围，以扫描与该最后一个非零元素相邻的元素，并以扫描到的第一个非零元素相对于该最后一个非零元素的方向来取代目前的搜寻方向；以及
当再次扫描到该起始点时，便将先前所找到的非零元素皆视为该物件轮廓的一部分，以进一步计算该物件轮廓的大小。
7.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，该预设方向为自第一行元素开始至最后一行元素的方向，或为自最后一行元素开始至第一行元素的方向。
8.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，平行于该预设方向的该搜寻方向为自第一行元素开始至最后一行元素的方向，或为自最后一行元素开始至第一行元素的方向。
9.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，该预设角度范围为顺时针旋转180度的角度范围或逆时针旋转180度的角度范围。
10.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，其更包括：
在逐列扫描该感测值矩阵之前，先将该感测值矩阵中的所有元素的值进行二值化处理。
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