CN103365506A - 改善电容式触控装置的噪声干扰的感测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改善电容式触控板的噪声干扰的感测方法及装置，感测第一方向感应线的自感电容变化、第二方向感应线的自感电容变化以及该第一与第二方向感应线之间的互感电容变化，以及根据该二自感电容变化及该互感电容值变化计算产生该第一与第二方向感应线之交叉点的感测值。

Description

改善电容式触控装置的噪声干扰的感测方法及装置
技术领域
本发明有关一种电容式触控装置，特别是关于一种改善电容式触控装置的噪声干扰的感测方法及装置。
背景技术
电容式触控装置是藉感测电容式触控感应器的电容变化来检测触点，例如参照图1的二维电容式触控感应器10，其具有X方向感应线X1～X9及Y方向感应线Y1~Y8，各感应线X1~X9及Y1~Y8彼此之间无电性连接，除了各自具有自感电容，彼此之间也具有互感电容，从其感测的自感电容及互感电容两者皆会因为手指12的接触而变化。目前电容式触控装置的感测架构主要分为全点式扫描及投射式扫描，前者是在一个框的感测期间量测所有感应线交叉点的互感电容变化，后者是在一个框的感测期间量测所有感应线的自感电容变化并由两方向交叉投射产生交点。在感测自感电容变化时，以感应线Y7为例，施加激励信号Tx到感应线Y7，且从同一感应线Y7接收回传的感测信号Rx，从感测信号Rx产生的感测值表示感应线Y7的自感电容变化。当手指12接触感应线Y7时，手指12的对地电容与感应线Y7的自感电容并联，因此从感应线Y7检测到的感测值和感应线Y7未受碰触时是不同的，据此可判断感应线Y7是否受碰触。在感测互感电容变化时，以感应线X8及Y7为例，施加激励信号Tx到感应线Y7(或X8)，且从相对的感应线X8(或Y7)接收回传的感测信号Rx，从感测信号Rx产生的感测值表示感应线X8及Y7之间的互感电容变化。当手指12接触感应线X8及Y7的交叉点时，手指12的对地电容造成检测到的互感电容值减少，因此可判定感应线X8及Y7的交叉点受碰触。
在感测电容式触控感应器时，噪声干扰会导致感测值的误差，可能因此造成非触点被误认为触点，或者回报不准确的坐标，进而造成错误的操作。例如参照图1，当手指12接触感应线X7、X8及Y7、Y8之间的位置时，从感应线X7、X8及Y7、Y8之间的互感电容变化或感应线X7、X8及Y7、Y8的自感电容变化，可计算出手指12所在的坐标。如果因为噪声干扰导致感测值误差，则计算出来的坐标会偏离手指12实际的位置。如果因为噪声干扰造成感应线X3及Y7之间的互感电容或感应线X3及Y7的自感电容的感测值发生变化超过感测电路设定的门槛值，则感测电路会把感应线X3及Y7的交叉点14判定为另一个触点。为了减少噪声干扰造成的错误，一种现有的方案是使用中值滤波器过滤信号，但是此法会造成感测的敏感度降低。另一种减少噪声干扰的方案是提高演算法的临界值，但是此法会造成电容式触控感应器的硬件支援度降低。还有一种降低噪声干扰机率的方案是在取得一个框的感测值后进一步检查该等感测值，若判断该框的感测受到噪声干扰的程度超过设定值，则抛弃该框的感测值重新感测，直到获得可接受的感测值，但这是被动式的方法，而且会降低框率(frame rate)，造成电容式触控装置的反应速度变慢，进而让使用者感觉到操作不顺畅。
现有的解决方案都需要让其他参数妥协，因此需要一种可以在不妥协的情况下抑制噪声干扰的感测方法及装置。
发明内容
本发明实施例的目的之一，在于提出一种改善电容式触控装置的噪声干扰的感测方法及装置。
本发明实施例的目的之一，在于提出一种主动式抑制噪声对电容式触控装置干扰的感测方法及装置。
根据本发明实施例，一种改善电容式触控板的噪声干扰的感测方法包含感测第一方向感应线的自感电容变化、第二方向感应线的自感电容变化以及该第一与第二方向感应线之间的互感电容变化，以及根据该二自感电容变化及该互感电容值变化计算产生该第一与第二方向感应线之交叉点的感测值。
根据本发明实施例，一种改善电容式触控板的噪声干扰的感测装置包含控制单元控制激励单元及取样单元感测第一方向感应线的自感电容变化、第二方向感应线的自感电容变化以及该第一与第二方向感应线之间的互感电容变化，以及控制运算单元根据该二自感电容变化及该互感电容值变化计算产生该第一与第二方向感应线之交叉点的感测值。
本发明实施例提供一种结合自感电容及互感电容感测以改善噪声干扰的感测方法及装置，兼具自感电容与互感电容感测的优点，达到既有高信噪比又能实现多触碰功能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是电容式触控感应器的示意图；
图2是本发明实施例的感测方法实施例的示意图；以及
图3是本发明实施例的感测装置实施例的示意图。
附图标号
10    电容式触控感应器电容式触控板
12    手指
14    假触点
20    X方向自感电容变化的波形
22    Y方向自感电容变化的波形
24    假触点
30    电容式触控面板
32    感测装置
34    控制单元
36    激励单元
38    取样单元
40    模数转换器
42    运算单元
具体实施方式
自感电容与互感电容具有不同的特性。自感电容因应触碰所造成的变化较明显，因此具有较高的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)，但是在多触碰时有鬼影的问题。互感电容的感测可实现多触碰功能，但是响应触碰造成的变化较小，因此较容易被噪声干扰。本发明实施例提供一种结合自感电容及互感电容感测以改善噪声干扰的感测方法及装置，兼具自感电容与互感电容感测的优点，达到既有高信噪比又能实现多触碰功能的目的。
图2是本发明实施例的感测方法实施例的示意图，在感测电容式触控感应器10时，包含感测X方向感应线X1～X9及Y方向感应线Y1~Y8的自感电容变化，以及感测感应线X1～X9及Y1~Y8彼此交叉点的互感电容变化，如图2中的左图所示，得到X方向自感电容变化的波形20、Y方向自感电容变化的波形22以及全部交叉点的互感电容变化(交叉点上式样的不同即代表感测到的互感电容值变化量不同，点数较密者变化量较大)，其中从互感电容变化可以感测到两手指的同时接触。此外，假设噪声对互感电容变化的感测干扰导致出现假触点24，但因为自感电容变化的感测具有较高的SNR，此噪声干扰不会反应在波形20及22上。本发明的感测方法进一步进行数字混合滤波(Digital Hybrid Filter,DHF)，其会根据X方向自感电容变化的波形20、Y方向自感电容变化的波形22以及全部交叉点的互感电容变化进行运算，如此利用自感电容变化的感测拥有高SNR的优点来校正交叉点的互感电容变化，以提升整体的SNR。经DHF运算后的互感电容变化如图2中的右图所示，两手指接触的交叉点依旧维持互感电容变化的波峰，而假触点24的互感电容变化在相对之下则变得不明显，因此后端电路能轻易地辨别真触点和假触点。
参照图3，电容式触控面板30包含电容式触控感应器(图中未示)连接感测装置32，在感测装置32中，控制单元34控制激励单元36提供激励信号Tx施加到电容式触控感应器，取样单元38对电容式触控感应器回传的感测信号Rx取样，经模数转换器(ADC)40转换为感测值Sd，以及运算单元42执行运算产生输出信号So。
DHF运算的实现方式很多。假设从感应线X3、X7感测到的自感电容变化的感测值分别为Sxdv3、Sxdv7，从感应线Y2、Y3感测到的自感电容变化的感测值分别为Sydv2、Sydv3，从感应线X3、Y2及X7、Y3感测到的互感电容变化的感测值分别为Mdv3,2、Mdv7,3，在一实施例中是将相关的自感电容变化与互感电容变化的感测值相乘，以乘积Sxdv3×Sydv2×Mdv3,2及Sxdv7×Sydv3×Mdv7,3分别当作感应线X3、Y2及X7、Y3交叉点的互感电容变化的感测值。由于自感电容变化Sxdv3、Sydv2与互感电容变化Mdv3,2皆因手指接触而变大，因此感应线X3、Y2交叉点的感测值Sxdv3×Sydv2×Mdv3,2增加数倍。反观假触点24，虽然噪声干扰造成互感电容变化Mdv7，3增加，但因为较高SNR产生的自感电容变化Sxdv7、Sydv3很小，因此感应线X7、Y3交叉点的感测值Sxdv7×Sydv3×Mdv7,3相对于感应线X3、Y2交叉点的感测值Sxdv3×Sydv2×Mdv3,2将明显较小。如此则真触点和假触点的感测值可明显分别，因而抑制了噪声的干扰。
以上对于本发明较佳实施例所作的叙述是为阐明之目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让本领域普通技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求范围及其均等来决定。

Claims (4)

1.一种改善电容式触控装置的噪声干扰的感测方法，其特征在于，所述电容式触控装置具有第一方向感应线及第二方向感应线，所述的感测方法包含下列步骤：
A)感测所述第一方向感应线的自感电容变化产生第一感测值；
B)感测所述第二方向感应线的自感电容变化产生第二感测值；
C)感测所述第一方向感应线及第二方向感应线之间的互感电容变化产生第三感测值；以及
D)根据所述第一感测值到第三感测值运算产生第四感测值当作所述第一方向感应线及第二方向感应线之间的互感电容变化的感测值。
2.根据权利要求1所述的感测方法，其特征在于，所述步骤D包含以所述第一感测值到第三感测值进行相乘运算产生所述第四感测值。
3.一种改善电容式触控装置的噪声干扰的感测装置，其特征在于，所述电容式触控装置具有第一方向感应线及第二方向感应线，所述的感测装置包含：
激励单元，连接所述第一方向感应线及第二方向感应线；
取样单元，连接所述第一方向感应线及第二方向感应线；
运算单元，连接所述取样单元；以及
控制单元，连接所述激励单元、所述取样单元及所述运算单元，控制所述激励单元及所述取样单元感测所述第一方向感应线的自感电容变化产生第一感测值、所述第二方向感应线的自感电容变化产生第二感测值以及所述第一方向感应线及第二方向感应线之间的互感电容变化产生第三感测值，以及所述运算单元根据所述第一感测值到第三感测值运算产生第四感测值当作所述第一方向感应线及第二方向感应线之间的互感电容变化的感测值。
4.根据权利要求3所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元控制所述运算单元以所述第一感测值到第三感测值进行相乘运算产生所述第四感测值。
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