CN103365507B - 改善电容式触控装置的可信度的感测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善电容式触控装置的可信度的感测装置及方法，在感测电容式触控感应器产生感测值时，对一段时间内的多个感测值进行统计分析以判断感测品质，进而抛弃可信度较差的感测值，并重新感测该电容式触控感应器产生感测值，因而提高输出信号的可信度。
Description
技术领域
本发明是有关一种电容式触控装置，特别是关于一种电容式触控装置的感测装置及方法。
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，因此电容感测值的准确度会影响电容式触控装置的性能表现。在感测电容式触控感应器的电容变化时，外来的杂讯以及不同感应电极之间的电容性耦合会导致感测值的变动，可能因此造成非触点被误认为触点，或者因为非触点的异常感测值而导致回报不准确的坐标，进而造成错误的操作。
因此，一种改善电容式触控装置的可信度的感测装置及方法乃为所冀。
发明内容
本发明的目的之一，在于提出一种判断电容式触控装置的感测品质的感测装置及方法。
本发明的目的之一，在于提出一种提高电容式触控装置的感测品质的感测装置及方法。
根据本发明，一种改善电容式触控装置的可信度的感测装置使用统计性品质指示器动态地对一统计周期内的多个感测值进行统计分析，以判断感测品质并进一步排除可信度较差的感测值。
根据本发明，一种改善电容式触控装置之可信度的感测方法动态地对一统计周期内的多个感测值进行统计分析，以判断感测品质并进一步排除可信度较差的感测值。
较佳者，若统计分析的结果显示在该统计周期内的感测值有较大的变异或大小不合理的现象，则抛弃该等感测值并重新感测。
在一实施例中，一直重新感测直到获得满意的感测品质为止。
在另一实施例中，在重新感测时改用不同的感测频率。较佳者，在连续重新感测的次数达到一数值时改用不同的感测频率。
通过本发明，可以提高输出信号的可信度。
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是感测装置的实施例的示意图；
图2是感测自感电容的示意图；
图3是感测互感电容的示意图；
图4是简化的感测互感电容变化的示意图；
图5及图6是感测方法的第一实施例的示意图；以及
图7及图8是感测方法的第二实施例的示意图。
附图标号
10 电容式触控面板
12 感测装置
14 控制单元
16 刺激单元
18 取样单元
20 模数转换器
22 处理单元
24 统计性品质指示器
26 电容式触控感应器
28 手指
30 取样电路
具体实施方式
参照图1的电容式触控装置，电容式触控面板10包含电容式触控感应器(图中未示)连接感测装置12，手指或其他导电性物件接触电容式触控面板10会造成电容式触控感应器的电容变化，经感测装置12感测反应在输出信号So中。在感测装置12中，控制单元14控制刺激单元16提供刺激信号Tx施加到电容式触控感应器，取样单元18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)20转换为感测值Sd，刺激单元16施加刺激信号Tx及取样单元18对感测信号Rx取样皆是由控制单元14根据一感测频率对其控制而同步操作，处理单元22把一段时间内产生的多个感测值Sd进行如平均等的运算产生稳定的输出信号So。处理单元22使用低通滤波器来实现。为了提高输出信号So的可信度，统计性品质指示器24亦从ADC20接收感测值Sd，动态地对统计周期内的多个感测值Sd进行统计分析，以判断感测品质并进一步排除可信度较差的感测值Sd。若统计分析的结果显示在统计周期内的感测值Sd有较大的变异或大小不合理的现象，则统计性品质指示器24触发重做信号Sredo给控制单元14，进而控制刺激单元16及取样单元18重新感测电容式触控感应器产生感测值Sd，先前那些可信度较差的感测值Sd就被抛弃了。较佳者，统计性品质指示器24统计分析感测值Sd的方法或其设定值是依据电容式触控面板10的电路结构或其电容式触控感应器的特性而设计或调整，亦可由使用者自行设计或调整固件或软件来决定。在一实施例中，控制单元14在收到重做信号Sredo时，会一直控制刺激单元16及取样单元18重新对电容式触控感应器进行感测，直到获得较佳可信度的感测值Sd为止。在另一实施例中，控制单元14在收到重做信号Sredo时，会改用另一个不同的感测频率控制刺激单元16及取样单元18重新对电容式触控感应器进行感测。较佳者，控制单元14或统计性品质指示器24会计算连续重新感测的次数，当次数超过一数值时才变更感测频率。
感测电容式触控感应器的电容变化有针对自感电容、互感电容及二者混合感测等不同的设计。例如参照图2，电容式触控感应器26具有两组不同方向的多个感应电极X1~X4及Y1~Y4，各感应电极彼此之间是电性分离，在感测自感电容的变化时，刺激信号Tx及感测信号Rx分别从同一感应电极X2注入及取出，因为手指28的对地电容Cf与感应电极X2本身的对地电容CX2并联造成测得的电容值与感应电极X2的自感电容值CX2不同，所以可据以判断感应电极X2受碰触。图3是感测互感电容变化的示意图，刺激信号Tx从感应电极X2注入，感测信号Rx从感应电极Y2取出，手指28的接触造成感应电极X2及Y2之间的互感电容变化ΔC22，因此可判断触点在感应电极X2及Y2的交叉处。对感应电极的刺激与感测已经有许多不同的方案，例如图4是一个简化的感测互感电容变化的示意图，刺激信号Tx对感应电极施加定电压或定电流的脉冲，造成另一个感应电极的电压变化，藉其对取样电路30中的感测电容充电或放电而产生电荷移转，再将移转的电荷量衍生的电压或电流信号经ADC20转换为感测值Sd，因此感测时间Tsen包含取样时间Tsmp及模数转换时间Tadc。
图5及图6是感测方法的第一实施例的示意图，图1中的统计性品质指示器24具有定义的合理区间，例如其具有上边界与下边界，设定值分别为40及25，控制单元14控制刺激单元16及取样单元18连续对电容式触控感应器26感测产生感测值Sd，根据感测频率决定的感测周期为Tsen，统计性品质指示器24在统计周期Tsta内统计感测值Sd大于上边界40及小于下边界25的数量N(Sd>40,Sd<25)，再根据此数量N与门槛值的比较结果判断感测品质。例如图5中的一个统计周期Tsta包含6个感测周期Tsen，其感测值Sd分别为31、32、29、30、28及32，全部在上边界40与下边界25的区间内，假设门槛值为3，则统计性品质指示器24会因此判定此统计周期Tsta的感测值Sd为合格，其平均值30.3会被采用；而图6中的6个感测值Sd分别为51、45、41、35、30及23，其中有4个超出上边界40与下边界25的区间，因为4>3，所以统计性品质指示器24会判定此统计周期Tsta的感测值Sd为不合格，于是触发重做信号Sredo通知控制单元14抛弃这些感测值Sd并重新感测电容式触控感应器26。
图7及图8是感测方法的第二实施例的示意图，图1中的统计性品质指示器24计算一个统计周期Tsta内的感测值Sd的标准差σ(Sd)，再根据此标准差σ(Sd)与门槛值的比较结果判断感测品质。例如图7中的6个感测值Sd 31、32、29、30、28及32计算出的σ(Sd)=1.49，而图8中的感测值Sd 51、45、41、35、30及23计算出的σ(Sd)=9.3，假设门槛值为5，则统计性品质指示器24会因此判定图7中的感测值Sd为合格，其平均值30.3会被采用，而图8中的感测值Sd为不合格，于是触发重做信号Sredo通知控制单元14抛弃这些感测值Sd并重新感测电容式触控感应器26。换言之，此实施例是根据一个统计周期Tsta内的感测值Sd的变化大小来判断感测品质。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明目的，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 (16)
1.一种改善电容式触控装置的可信度的感测装置，其特征在于，所述电容式触控装置具有电容式触控感应器，所述感测装置包含：
刺激单元，连接所述电容式触控感应器，受控提供刺激信号施加到所述电容式触控感应器；
取样单元，连接所述电容式触控感应器，受控对所述电容式触控感应器回传的感测信号取样及转换以产生感测值；
控制单元，连接所述刺激单元及所述取样单元，根据感测频率控制所述刺激单元及所述取样单元；以及
统计性品质指示器，连接所述取样单元及所述控制单元，对统计周期内的多个感测值进行统计分析，以判断感测品质并进一步排除可信度较差的感测值；
其中，所述统计性品质指示器具有定义的合理区间及门槛值，并统计所述统计周期内的感测值超出所述合理区间的数量，进而在所述数量超过所述门槛值时触发重做信号给所述控制单元。
2.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元响应所述重做信号控制所述刺激单元及所述取样单元重新感测所述电容式触控感应器。
3.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元响应所述重做信号根据另一感测频率控制所述刺激单元及所述取样单元重新感测所述电容式触控感应器。
4.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元或所述统计性品质指示器计算连续重新感测所述电容式触控感应器的次数，在所述次数达到一数值时改用不同的感测频率重新感测所述电容式触控感应器。
5.一种改善电容式触控装置的可信度的感测装置，其特征在于，所述电容式触控装置具有电容式触控感应器，所述感测装置包含：
刺激单元，连接所述电容式触控感应器，受控提供刺激信号施加到所述电容式触控感应器；
取样单元，连接所述电容式触控感应器，受控对所述电容式触控感应器回传的感测信号取样及转换以产生感测值；
控制单元，连接所述刺激单元及所述取样单元，根据感测频率控制所述刺激单元及所述取样单元；以及
统计性品质指示器，连接所述取样单元及所述控制单元，对统计周期内的多个感测值进行统计分析，以判断感测品质并进一步排除可信度较差的感测值；
其中，所述统计性品质指示器具有定义的门槛值，并计算所述统计周期内的感测值的标准差，进而在所述标准差超过所述门槛值时触发重做信号给所述控制单元。
6.如权利要求5所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元响应所述重做信号控制所述刺激单元及所述取样单元重新感测所述电容式触控感应器。
7.如权利要求5所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元响应所述重做信号根据另一感测频率控制所述刺激单元及所述取样单元重新感测所述电容式触控感应器。
8.如权利要求7所述的感测装置，其特征在于，所述控制单元或所述统计性品质指示器计算连续重新感测所述电容式触控感应器的次数，在所述次数达到一数值时改用不同的感测频率重新感测所述电容式触控感应器。
9.一种改善电容式触控装置的可信度的感测方法，其特征在于，所述电容式触控装置具有电容式触控感应器，所述感测方法包含下列步骤：
A)根据一感测频率提供刺激信号施加到所述电容式触控感应器，并对所述电容式触控感应器回传的感测信号取样及转换以产生感测值；以及
B)对统计周期内的多个感测值进行统计分析，以判断所述感测值的品质并进一步排除可信度较差的感测值；
其中，所述步骤B)包含下列步骤：
统计所述统计周期内的感测值超出一定义的合理区间的数量；
将所述数量与一定义的门槛值比较；以及
在所述数量超过所述门槛值时判断所述统计周期内的多个感测值不合格，重新感测所述电容式触控感应器。
10.如权利要求9所述的感测方法，其特征在于，所述重新感测所述电容式触控感应器的步骤是连续重复直到所述步骤B判定所述感测值合格为止。
11.如权利要求9所述的感测方法，其特征在于，所述重新感测所述电容式触控感应器的步骤是改用另一感测频率。
12.如权利要求11所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法还包含下列步骤：
计算连续重新感测所述电容式触控感应器的次数；以及
在所述次数达到一数值时改用不同的感测频率。
13.一种改善电容式触控装置的可信度的感测方法，其特征在于，所述电容式触控装置具有电容式触控感应器，所述感测方法包含下列步骤：
A)根据一感测频率提供刺激信号施加到所述电容式触控感应器，并对所述电容式触控感应器回传的感测信号取样及转换以产生感测值；以及
B)对统计周期内的多个感测值进行统计分析，以判断所述感测值的品质并进一步排除可信度较差的感测值；
其中，所述步骤B)包含下列步骤：
计算所述统计周期内的感测值的标准差；
将所述标准差与一定义的门槛值比较；以及
在所述标准差超过所述门槛值时判断所述统计周期内的多个感测值不合格，重新感测所述电容式触控感应器。
14.如权利要求13所述的感测方法，其特征在于，所述重新感测所述电容式触控感应器的步骤是连续重复直到所述步骤B判定所述感测值合格为止。
15.如权利要求13所述的感测方法，其特征在于，所述重新感测所述电容式触控感应器的步骤是改用另一感测频率。
16.如权利要求15所述的感测方法，其特征在于，所述感测方法还包含下列步骤：
计算连续重新感测所述电容式触控感应器的次数；以及
在所述次数达到一数值时改用不同的感测频率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160907 Termination date: 20200717 |