CN103365510A - 藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法 - Google Patents

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Abstract

在此揭露一种藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，此方法主要用于手持装置。在此方法中首先取得差异阵列，然后藉由撷取差异阵列的列与行的最大值，分别取得列投影表列与行投影表列。藉由重复实施互电容侦测，可以从多个手掌区块中排除假性手掌区块。藉由结合局部空间边界侦测算法，因而可以侦测预估落在矩形手掌区块内但超出真实手掌区块的输入的感应讯号。由于此方法可以减少计算量，可以将本发明的排除手掌误触计算的算法内建于触控面板的控制芯片内。

Description

藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法
技术领域
发明是有关于一种排除手掌误触(palm rejection)方法，特别是有关于一种藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法。
背景技术
电容触控面板主要是为了改善因刮伤导致电阻式触控面板劣化而产生。电容式触控面板藉由辨别静电场的变化来侦测触控。在所有触控技术中，单点触控电容式，其又可称为表面电容式，为最普遍且容易制造。相较于单点触控式，投影触控式(projected capacitive type)使用单层或多层的图案化铟锡氧化物(indium zinc oxide，ITO)形成一侦测矩阵。在自电容侦测技术中，这类的触控面板包含列电极(row electrode)3与行电极(columnelectrode)4，如图1A与图1B所示。一旦手指碰触到触控面板，附近电极的自电容将会提高，此乃是所有串联的自电容累积的结果。当侦测出每个电极的自电容，控制芯片将可取得所有电极的电容变化量，且相关的习知算法可用于找出触碰的可能位置。然而，藉由自电容式来侦测电极的电容变化的方法可能侦测出假性触碰点(ghost point)，假性触碰点会让自电容无法准确地侦测出两个或以上的触碰的真正位置。
另一方面，在互电容侦测技术中，其面板包含原始数据矩阵，而此原始数据矩阵为包含列电极3与行电极4的电容所形成的格栅。与藉由侦测整个电极的电容变化侦测目标物的自电容触控屏不同地方在于，互电容触控屏仅侦测相交的列电极与行电极交叉点的电容变化。不同于自电容式侦测X+Y个电极(其中X与Y为原始数据矩阵的电极的数量)，互电容侦测在X·Y个独立交叉点的相交电极的电容，其意味着互电容可适用于侦测多点触控。
虽然互电容较适用于多点触控的侦测，但实际侦测较自电容式困难，且每个交叉点的互电容的电容变化相当小。假设互电容是唯一可应用的数据，其通常无法支持高阶触控特性，例如触控笔侦测。另外，在习知技术中，排除手掌误触的计算量相当庞大，因而无法将其内建于触控面板控制芯片中。
因此，从习知技术的能力和低效率下可以得知，自电容式受限于多点触控的侦测，而互电容式的侦测数据较自电容式小。可合理推论将互电容与局部空间边界侦测算法(local spatialboundary detection algorithm)结合，排除手掌误触的计算量可以大幅减少，因此排除手掌误触计算的算法可内建于触控面板控制芯片内。
发明内容
本发明的目的在提供一种藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其主要用于手持装置。此方法首先取得一差异阵列，藉由撷取差异阵列的列与行的最小值，分别取得列投影表列与行投影表列。藉由重复实施互电容侦测，可以从多个手掌区块中排除假性手掌区块。另一方面来说，真实手掌区块所排除误触的区域为矩形。因此可以排除任何落入矩形区块内但超出真实手掌区块所输入的感应讯号。藉由结合局部空间边界侦测算法(local spatial boundary detection algorithm)的装置，可侦测落在矩形手掌区块内但超出真实手掌区块所真实输入的感应讯号。由于此方法可以减少计算量，则可以将排除手掌误触计算的算法内建于触控面板的控制芯片内。
为了达到上述目的，本发明提供一种藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其适用于手持装置，可以减少计算量，排除手掌误触计算的算法则可以内建于触控面板的控制芯片内。此方法包含下列步骤：取得具有列感应线与行感应线的感应阵列的电容原始数据；比较电容原始数据与参考原始数据以取得差异阵列；藉由撷取差异阵列的列的最小值以取得一列投影表列；以及藉由撷取差异阵列的行的最小值以取得一行投影表列。
在本发明的一实施例中，藉由计算每条列感应线与每条行感应线的自电容，取得感应阵列的目前原始数据。
在本发明的一实施例中，藉由计算在列感应线与行感应线间的互电容，以取得感应阵列的目前原始数据。
在本发明的一实施例中，参考原始数据包含一电容矩阵，而在感应阵列上没有触碰或手掌区块产生的情况下，藉由一统计模型计算电容矩阵
在本发明的一实施例中，藉由使用一静态校准程序计算参考原始数据。
在本发明的一实施例中，藉由使用一动态校准程序计算参考原始数据。
在本发明的一实施例中，更包含藉由列投影表列与行投影表列决定至少一矩形手掌区块的步骤。
在本发明的一实施例中，藉由列投影表列与行投影表列决定至少一矩形手掌区块的步骤是分别比较列投影表列与第一手掌临限值以及比较行投影表列与第二手掌临限值，以形成列手掌掩码与行手掌掩码，进而决定手掌区块的一范围。
在本发明的一实施例中，若在手掌区块的感应线的感应讯号低于手掌临限值，则所对应的列手掌掩码或行手掌掩码等于1，反之，若在手掌区块的感应线的感应讯号高于手掌临限值，则所对应的列手掌掩码或行手掌掩码等于0。
在本发明的一实施例中，若在手掌区块的相邻列感应线的数量高于一列临限值，且在手掌区块的相邻行感应线的数量高于一行临限值，则可过滤或忽略在手掌区块的感应讯号。
在本发明的一实施例中，若在手掌区块的相邻列感应线的数量乘上相邻行感应线的数值高于一临限面积，则可过滤掉或忽略在手掌区块所产生的感应讯号。
在本发明的一实施例中，更包含逐一过滤掉在矩形手掌区块的假性触碰区块的步骤，其藉由互电容侦测装置，从复数个手掌区块完成过滤掉假性手掌区块。
在本发明的一实施例中，更包含：藉由结合一局部空间边界侦测算法装置，侦测落在矩形手掌区块内但超出真实手掌区块的感应讯号。
本发明的实际优点：侦测多个手掌区块，而排除假性手掌区块。另外，落在矩形手掌区块内但超出真实手掌区块的输入的任何感测讯号也可藉由结合的局部空间边界侦测算法装置来侦测。此方法的排除手掌误触计算的算法可以成功地内建于触控面板控制芯片内。
为让本发明的所述内容能更明显易懂，下文特举较佳的实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1A显示习知由长条形感应组件所构成的触控屏数据矩阵的示意图；
图1B显示习知由菱形感应组件所构成的触控屏数据矩阵的示意图；
图2显示本发明较佳实施例中，藉由投影触控数据减少手掌误触(palm rejection)计算的流程图；
图3显示本发明较佳实施例中，藉由自电容侦测原始数据矩阵的示意图；
图4显示在本发明较佳实施例中，藉由自电容式侦测假性触碰点与真实触碰点；
图5显示本发明较佳实施例中，假性手掌区块与真实手掌区块所形成且对应的列投影表列与行投影表列的示意图；
图6显示本发明较佳实施例中，藉由互电容侦测装置在所有可能的触碰中过滤假性触碰点的示意图；以及
图7显示本发明较佳实施例中，真实手掌区块以及在矩形手掌区块外与在矩形手掌区块内但超出真实手掌区块的所欲输入感应讯号的示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。
请参阅图2，图2为本发明较佳实施例中藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的流程图。本发明主要用于手持装置，且排除手掌误触计算量的减少可以藉由下列实施例证明，让此计算方法的算法可以内建于触控控制芯片(未图示)内。本发明的方法10包含下列步骤：
步骤1(S110)：取得具有列感应线与行感应线的感应阵列的电容原始数据；
步骤2(S120)：比较电容原始数据与参考原始数据以取得一差异阵列；
步骤3(S130)：藉由取出差异阵列的列的最大值以取得列投影表列；以及
步骤4(S140)：藉由取出差异阵列的行的最大值以取得行投影表列。
请参阅图3，图3为本发明较佳实施例中藉由自电容侦测原始数据矩阵的示意图。如图3所示，本实施例是藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法10，原始数据矩阵20是由多条列感应线3与多条行感应线4所组成。自电容在此是指发生在接近触控对象与感应线的交叉点的电容耦合。自电容式方法是侦测感应线的电容变化决定触碰的可能位置。同样地，一旦手指在触控屏上发生一碰触2，在接近列感应线3与行感应线4的自电容会改变，因而察觉触碰的可能位置。
请参阅图4，图4显示在本发明较佳实施例中藉由自电容式方法侦测假性触碰点与真实触碰点。在此实施例中，自电容触控屏技术是以列感应线Y1-Y4与行感应线X0-X3的交叉排列例示。在触碰侦测期间，触控面板控制器(未图示)会扫描列感应线Y1-Y4与行感应线X0-X3，而触碰所在的列感应线Y1-Y4与行感应线X0-X3的位置会产生脉冲，其显示于图4的上方与右方，此乃在触碰对象与感应线间发生电容耦合的结果，而两条列感应线Y1,Y4与两条行感应线X1,X2的交叉点则为触碰的可能位置。藉由特定习知的算法装置，可以察觉触碰的可能位置，然而对于自电容式的触碰真实位置的准确侦测则尚未解决。
如图4所示，触碰对象的两个触碰(未图示)在各列感应线Y1,Y4产生脉冲，且在各行感应线X1,X2产生脉冲。两组脉冲的交叉点构成四个触碰，其中两个为假性触碰点21，而其他两个为真实触碰点22。两个假性触碰点21不可避免地会造成触控面板系统的侦测困难。
参阅图5，图5为本发明较佳实施例中假性手掌区块与真实手掌区块所形成且对应的列投影表列与行投影表列的示意图。在此实施例中，藉由感应讯号的原始数据矩阵20减去经过校准的原始数据矩阵取得一差异矩阵，经过校准的原始数据矩阵是在没有触碰与手掌区块的情况下，由具有静态与动态校准的统计模型计算而来。静态校准可调整屏幕间的差异，而动态校准则可追踪湿气与温度变化。
在此实施例中，列投影表列23与行投影表列24是由差异矩阵(未图示)而形成，而列手掌掩码(row palm mask)231(未图示)与行手掌掩码(column palm mask)241(未图示)分别为手掌临限值30与列投影表列23的每个投影构件的成员间的比较结果或手掌临限值30与行投影表列24的每个投影构件的成员间的比较结果。若感应线超出手掌临限值，则对应的列手掌掩码231或行手掌掩码241等于1。另外，若感应线低于手掌临限值，则对应的列手掌掩码231或行手掌掩码241等于0。
依旧参阅图5，在本发明的一实施例中，可达成藉由列手掌掩码与行手掌掩码决定手掌区块40的步骤。当在手掌区块50的相邻列感应线的数量大于列临限值，手掌区块50的相邻行感应线的数量大于行临限值，则可过滤或忽略在手掌区块所产生的感应讯号42、44。然而，对于本领域的技术人员而言，列临限值与行临限值可以是不同的常数值，其可根据不同的目的或世界上不同国家的特定应用的要求而改变。
依旧参阅图5，在本发明的一实施例中，可达到藉由列手掌掩码231与行手掌掩码241决定手掌区块40。当在手掌区块的相邻列感应线的数量乘以在手掌区块的相邻行感应线的数值大于一临限面积，则可过滤掉或忽略感应讯号。对于本领域技术人员，藉由列投影表列23与行投影表列24，可以决定手掌区块40。
参阅图4、图5与图6，图6为本发明较佳实施例中，藉由互电容侦测装置在所有可能的触碰中过滤假性触碰点的示意图。在本发明的一实施例中，应用互电容侦测可以从所有可能触碰中过滤假性触碰点21，而这些假性触碰点21是由自电容侦测所产生，如图4与图6所示。从每个触碰点的列投影表列与行投影表列可取得每个可能触碰点的差异矩阵的最大值，并从每个可能触碰点的差异矩阵的最大值，取得每个可能触碰点的个别投影，而透过每个可能触碰点的个别投影来排除假性触碰点21。且可藉由比较行投影表列或列投影表列与其对应的手掌临限值以取得对每个触碰的行手掌掩码或列手掌掩码。一旦完成每个触碰的侦测，可排除假性触碰点21，而辨别出真实触碰点22，另一个触碰彼此投影覆盖的问题也可消除。藉由回递原理(recursive principle)的装置，所侦测的手掌区块40的面积逐渐减少直到手掌区块40的长与宽等于对应的手掌高与手掌宽的值，或手掌区块40的面积等同于对应的手掌面积，则可以排除假性手掌区块41。
图7为本发明较佳实施例中，真实手掌区块以及在矩形手掌区块外与在矩形手掌区块内但超出真实手掌区块的所欲输入感应讯号的示意图。在本发明的一实施例中，藉由结合执行局部空间边界侦测算法(local spatial boundary detection algorithm)的装置，在矩形手掌区块50内但超出真实手掌区块42的区域完成侦测所欲输入感应讯号44的步骤。因此，本发明可进一步作用如同手掌投影的预处理系统，避免排除所欲输入的感应讯号。藉由回递原理辨别真实手掌区块42，减少每个手掌区块50的范围，可排除假性手掌区块。藉由结合局部空间边界侦测算法的装置，辨别在矩形手掌区块50内但超出真实手掌区块42的所包含的感应讯号44。因此，可以改善欲输入的感应讯号44被一并排除的问题。在实施互电容侦测的期间，可以辨别在矩形手掌区块50以外的感应讯号44。
虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (13)

1.一种藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，所述方法包含步骤有：
取得具有列感应线与行感应线的感应阵列的电容原始数据；
比较所述电容原始数据与参考原始数据以取得差异阵列；
藉由撷取所述差异阵列的列的最大值以取得一列投影表列；以及
藉由撷取所述差异阵列的行的最大值以取得一行投影表列。
2.如权利要求1所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中藉由计算每条所述列感应线与每条所述行感应线的自电容，以取得所述感应阵列的所述目前原始数据。
3.如权利要求1所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中藉由计算在所述列感应线与所述行感应线间的互电容，取得所述感应阵列的所述目前原始数据。
4.如权利要求1所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中所述参考原始数据包含一电容矩阵，而在所述感应阵列上没有触碰或手掌区块产生的情况下，藉由一统计模型计算所述电容矩阵。
5.如权利要求4所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中藉由使用一静态校准程序计算所述参考原始数据。
6.如权利要求4所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中藉由使用一动态校准程序计算所述参考原始数据。
7.如权利要求1所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，更包含藉由所述列投影表列与所述行投影表列决定至少一矩形手掌区块的步骤。
8.如权利要求7所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中藉由所述列投影表列与所述行投影表列决定至少一矩形手掌区块的所述步骤分别比较所述列投影表列与一第一手掌临限值与比较所述行投影表列与一第二手掌临限值，形成一列手掌掩码与一行手掌掩码以决定所述手掌区块的一范围。
9.如权利要求8所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中若在所述手掌区块的一感应线的一感应讯号超出所述手掌临限值，则所对应的所述列手掌掩码或所述行手掌掩码等于1，反之，若在所述手掌区块的所述感应线的所述感应讯号低于所述手掌临限值，则所对应的所述列手掌掩码或所述行手掌掩码等于0。
10.如权利要求9所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中若在所述手掌区块的所述相邻列感应线的数量高于一列临限值，且在所述手掌区块的所述相邻行感应线的数量高于一行临限值，则可过滤或忽略在所述手掌区块的所述感应讯号。
11.如权利要求9所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，其中若在所述手掌区块的所述相邻列感应线的数量乘上所述相邻行感应线的数量高于一区域临限值，则可过滤或忽略在所述手掌区块所产生的所述感应讯号。
12.如权利要求1所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，更包含逐一过滤在所述矩形手掌区块的假性触碰区块的步骤，其藉由互电容侦测装置从复数个所述手掌区块过滤假性手掌区块来完成。
13.如权利要求1所述的藉由投影触控数据减少排除手掌误触计算的方法，更包含：藉由结合一局部空间边界侦测算法的装置，侦测在所述矩形手掌区块内但超出所述真实手掌区块的所述感应讯号。
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