CN104216579A - 触控系统及其信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控系统及其信号处理方法。本发明提供的信号处理方法是用以配合一触控面板。该触控面板包含一第一感应区及一第二感应区。该第一感应区受至少一第一感应器监测以产生一第一监测结果，该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生一第二监测结果。该信号处理方法包含判断形成于该第一感应区中的一受触点是否邻近该第二感应区。若该受触点邻近该第二感应区，该受触点的一位置信息是根据该第一监测结果及该第二监测结果产生。

Description

触控系统及其信号处理方法

技术领域

本发明与触控系统相关，尤其适用于包含多个感应区的触控系统。

背景技术

随着科技日益进步，近年来各种电子产品的操作介面都愈来愈人性化。举例而言，透过触控屏幕，使用者可直接以手指或触控笔在屏幕上操作程序、输入讯息/文字/图样，省去使用键盘或按键等输入装置的麻烦。实际上，触控屏幕通常是由一感应面板及设置于感应面板后方的显示器组成。电子装置是根据使用者在感应面板上所触碰的位置，以及当时显示器所呈现的画面，来判断该次触碰的意涵，并执行相对应的操作结果。

现有的电容式触控技术可分为自容式(self-capacitance)和互容式(mutual-capacitance)两类。相对于互容式触控面板，自容式触控面板能借由制程较单纯的单层电极结构实现，具有成本较低的优点，因此被广泛应用在低阶电子产品中。

图1为一种常见的自容式触控面板的电极配置，以虚线框表示的感应区100内设有多个等宽且近似于直角三角形的电极(例如电极11、12、13、14)。于此范例中，每个电极各自连接至一个感应器(为保持图面清晰，仅绘出连接电极11的第一感应器15和连接电极13的第一感应器16做为代表)。这些感应器是用以检测各个电极的电容变化量，并且将检测结果提供至一控制器(未绘示)，供该控制器据以判断发生使用者碰触的位置。控制器可根据下列运算式计算使用者碰触位置座标(x,y)：

$x=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(C_i*X_i)}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i},$

$y=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(C_i*Y_i)}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i}.$

其中N代表感应器的总数量，i为范围在1到N之间的整数指标，C_i代表第i个感应器测得的电容变化量，X_i则是代表第i个感应器所连接的电极的X方向重心座标，Y_i则是代表第i个感应器所连接的电极的Y方向重心座标。

为了扩大触控面积，出现了图2所绘示的构成多个感应区的电极配置。如图2所示，这些电极在Y方向上被区分为上下两组，构成两个不同的感应区210、220。在现行技术中，控制器是将感应区210、220视为两个独立的区域，并且个别考虑两个感应区中的电容变化量。这种做法的缺点在于，当使用者的碰触位置恰好同时涵盖感应区210和感应区220，极容易出现误判结果。举例而言，若使用者碰触出现在图3A中以虚线圆框30表示的位置，控制器可能会将该受触点解读为图3B中绘示的两个较小受触点30A、30B。此类在感应区的临界地带发生检测误差的情况可能会导致控制器误判使用者的触碰意图，进而引发错误的操作结果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出新的触控系统及其信号处理方法。借由适时选择性地同时考虑多个感应区的监测结果，根据本发明的触控系统及信号处理方法能有效降低误判结果的发生几率。本发明的概念不仅可应用在自容式触控面板，亦可实施于其他各种包含多个感应区的触控装置。

根据本发明的一具体实施例为一种信号处理方法，用以配合一触控面板。该触控面板包含一第一感应区及一第二感应区。该第一感应区受至少一第一感应器监测以产生一第一监测结果，该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生一第二监测结果。该信号处理方法包含判断形成于该第一感应区中的一受触点是否邻近该第二感应区。若该受触点邻近该第二感应区，该受触点的一位置信息是根据该第一监测结果及该第二监测结果产生。

根据本发明的另一具体实施例为一种触控系统，其中包含一第一感应区、一第二感应区、至少一第一感应器、至少一第二感应器，以及一控制模块。该至少一第一感应器是用以监测该第一感应区，以产生一第一监测结果。该至少一第二感应器是用以监测该第二感应区，以产生一第二监测结果。该控制模块是用以判断形成于该第一感应区中的一受触点是否邻近该第二感应区。若该受触点邻近该第二感应区，该控制模块根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该受触点的一位置信息。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1、图2是绘示现行自容式触控面板的电极配置范例。

图3A和图3B是用以说明受触点出现在两个感应区之间时可能会出现的误判情况。

图4A为根据本发明的一具体实施例中的自容式触控面板的电极配置与功能方块图。

图4B是用以呈现根据本发明的一具体实施例中的边界范围范例。

图5A～图5E是用以呈现数种可能出现的受触点态样。

图6为根据本发明的另一实施例中的电极配置示意图。

图7为根据本发明的一具体实施例中的信号处理方法的流程图。

图8为根据本发明的另一具体实施例中的信号处理方法的流程图。

图中元件标号说明：

100、210、220、410、420：感应区

11～14、41A～41D、42A～42D：电极

15、16、43A～43D、44A～44D：感应器

30、30A、30B、51～56：受触点

45：控制模块

46：分组模块

410A、420A：边界范围

S71～S79：流程步骤

S801～S815：流程步骤

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为一自容式触控系统，其电极配置如图4A所示。多个平面形状近似于直角三角形的电极在Y方向上被区分为上下两组，构成两个不同的感应区410、420。在这个实施例中，每个电极各自连接至一个用以检测电容变化量的感应器。易言之，感应区410、420各自受到多个感应器的监测。为求保持图面清晰，图4A仅呈现电极41A～41D和电极42A～42D所连接的感应器43A～43D及44A～44D。

这些感应器所产生的监测结果会被传递至控制模块45，供控制模块45判断发生使用者碰触的位置。当第一感应区410中形成受触点时，控制模块45首先会判断该受触点是否邻近于第二感应区420。若控制模块45判定该受触点邻近于第二感应区420，控制模块45便会同时考量监测第一感应区410的这些感应器产生的监测结果，以及监测第二感应区420的这些感应器产生的监测结果，以决定该受触点的位置信息。相对地，若控制模块45判定该受触点并未邻近于第二感应区420，控制模块45便仅根据监测第一感应区410的这些感应器产生的监测结果决定该受触点的位置信息。

图4B绘示控制模块45如何判定该受触点是否邻近于第二感应区420的一实施例。如图4B所示，第一感应区410内可预先定义邻近第二感应区420的一虚拟边界范围410A。相对地，第二感应区420内可预先定义邻近第一感应区410的一虚拟边界范围420A。举例而言，控制模块45可先根据监测第一感应区410的这些感应器产生的监测结果，初步判断是否有落在第一感应区410内的受触点，再为该受触点计算一初步座标。若该初步座标落在该虚拟边界范围410A内，控制模块45便判定该受触点邻近于第二感应区420。相似地，若有受触点的初步座标落在该虚拟边界范围420A内，控制模块45可判定该受触点邻近于第一感应区410。

本发明的概念可应用在单点触控的情况，亦可应用在多点触控的情况。以下说明主要以自容式触控系统400是应用于单点/双点触控的场合为例。在支援多点触控的实施例中，自容式触控系统400可包含一分组模块46，负责将监测结果分组(grouping)。于一实施例中，分组模块46将监测第一感应区410的这些感应器产生的感应量变化分组，以产生一第一分组结果，并将监测第二感应区420的这些感应器产生的感应量变化分组，以产生一第二分组结果。实务上，分组模块46进行分组的方式可以是将所对应的电极位置相近的几个感应量变化划分为同一个群组。图5A～图5E呈现了数种可能出现的受触点态样，借此说明根据本发明的实施例如何相对应地运作。

假设使用者碰触是出现在图5A中以虚线圆框51表示的位置，受到影响的电极为41A～41D。相对应地，感应器43A～43D输出的监测结果会出现变化。由于电极41A～41D的实体位置相近，分组模块46可将感应器43A～43D得到的感应量变化视为一感应量变化群组。相对地，第二感应区420内并未出现任何感应量变化群组。在这个情况下，控制模块45可判定该第一感应量变化群组于第一感应区410内形成一个受触点。根据感应器43A～43D的监测结果，控制模块45可推测出该受触点并未落入虚拟边界范围410A。因此，控制模块45可直接根据感应器43A～43D的监测结果决定该受触点的位置信息。

假设使用者碰触出现在图5B中以虚线圆框52表示的位置，主要受到影响的电极为41A～41D，但对应于电极42B～42D的感应量也会出现微弱变化。如果感应器44B～44D输出的感应量变化太微弱，不足以构成群组，分组模块46可能会指出第一感应区410内出现一第一感应量变化群组，而第二感应区420内未出现任何感应量变化群组。然而，根据感应器43A～43D的监测结果，控制模块45可推测出第一感应量

变化群组形成的受触点落入虚拟边界范围410A内。由图5B可看出，位在第一感应区410中的电极41A～41D与第二感应区420中的电极42A～42D具有相近的X座标。出现上述监测结果时，除了感应器43A～43D的监测结果之外，控制模块45亦可进一步将感应器44A～44D的监测结果一并纳入考量，做为最终决定受触点的位置信息的依据。由于感应器44B～44D输出的感应量变化也被纳入考量，控制模块45产生的位置信息的正确性会有所提升。

假设使用者碰触出现在图5C中以虚线圆框53表示的位置，电容量会受到影响的电极为41A～41D和电极42B～42D。相对应地，感应器43A～43D及44B～44D的监测结果都会出现变化。在这个情况下，分组结果会显示第一感应区410内出现一第一感应量变化群组(由感应器43A～43D的监测结果所贡献)且该第二感应区420内出现一第二感应量变化群组(由感应器44B～44D的监测结果所贡献)。于此实施例中，控制模块45首先判断该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组的间距。若该间距小于一门槛值(可由硬件设计者自行决定)，表示这两个感应量变化群组极有可能是包含在一个横跨第一感应区410和第二感应区420的受触点中。因此，控制模块45将间距小于门槛值的两个感应量变化群组视为一中间受触点，并同时将感应器43A～43D、44B～44D的监测结果纳入考量，以产生对应于该中间受触点的位置信息。

相对地，若控制模块45判断该第一受触点与该第二受触点的间距大于门槛值，例如图5D所绘示的受触点54、55，则控制模块45将两个感应量变化群组视为两个不同的受触点，并分别决定这两个受触点的位置信息。就主要分布在第一感应区410但仍涵盖少许第二感应区420的第一受触点54而言，由于第一受触点54落入虚拟边界范围410内，控制模块45可不只根据其所位在的感应区对应的这些感应器的监测结果来决定第一受触点54的位置信息。由图5C可看出，位在第一感应区410中的感应器43A～43D与第二感应区420中的感应器44A～44D具有相近的X座标。因此，除了感应器43A～43D之外，控制模块45亦可进一步将感应器44A～44D的监测结果一并纳入考量，做为最终决定第一受触点54的位置信息的依据。

另一方面，就完全分布在第二感应区420且未落入虚拟边界范围420A的第二受触点55而言，控制模块45可仅依据监测第二感应区420的这些感应器产生的监测结果决定其位置信息，也就是无须考虑监测第一感应区410的这些感应器产生的监测结果。

在另一实施例中，假设使用者碰触出现在图5E中以虚线圆框56表示的位置。由于分别监测第一感应区410和第二感应区420的这些感应器的监测结果都很微弱(仅能检测到细微的电容变化量)，分组结果可能会显示第一感应区410与该第二感应区420内皆无感应量变化群组。在这个情况下，控制模块45可重新审视所有的监测结果，再次判断第一感应区410与第二感应区420内是否存在任何受触点。举例而言，控制模块45可将X座标相近的电极41A、41B、42A、42B视为一个大电极，并加总这四个小电极所贡献的电容变化量。相似地，X座标相近的电极41C、41D、42C、42D所贡献的电容变化量亦可被相加。如此一来，控制模块45便有可能根据加总后数值较高的监测结果看出受触点56的存在。

须说明的是，虽然在以上实施例中，上下两个感应区的电极配置相同，但本发明的概念范畴不以此为限。感应区中各个电极的形状亦不限于前述实施例中呈现的直角三角形。举例而言，电极形状亦可为矩形、菱形、平行四边形或其他多边形。此外，本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，上述边界范围的大小、形状及涵盖区域可由硬件设计者根据实验结果或经验法则决定，不以特定范围为限。再者，两个感应区的相邻边界不必被限定为直线。举例而言，本发明的概念亦可应用在图6所呈现的电极配置，亦即并非所有电极皆等宽、等长的情况。

根据本发明的另一具体实施例为一种信号处理方法，用以配合一触控面板，其流程图是绘示于图7。该触控面板包含一第一感应区及一第二感应区。该第一感应区受至少一第一感应器监测，以产生包含多个第一子结果的一第一监测结果。该第二感应区受至少一第二感应器监测，以产生包含多个第二子结果的一第二监测结果。首先，步骤S71为将该多个第一子结果分组，以产生一第一分组结果，并将该多个第二子结果分组，以产生一第二分组结果。若该第一分组结果显示该第一感应区内出现一第一感应量变化群组且该第二分组结果显示该第二感应区内未出现任何感应量变化群组，步骤S72被执行，也就是判定该第一感应量变化群组于该第一感应区内形成一受触点。接着，步骤S73为判断该受触点是否邻近该第二感应区。如果步骤S73的判断结果为是，如步骤S74所示，该受触点的一位置信息是根据该第一监测结果及该第二监测结果产生。相对地，若步骤S73的判断结果为否，如步骤S75所示，该受触点的一位置信息将会仅根据该第一监测结果决定。

在步骤S71之后，若该第一分组结果显示该第一感应区内出现一第一感应量变化群组且该第二分组结果显示该第二感应区内出现一第二感应量变化群组，步骤S76被执行，也就是判断该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组之间距是否大于一门槛值。若步骤S76的判断结果为否，步骤S78和步骤S79被执行。步骤S78为将该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组合并视为一中间受触点。步骤S79则是根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该中间受触点的位置信息。相对地，若步骤S76的判断结果为是，步骤S77被执行。步骤S77为判定该第一感应量变化群组于该第一感应区内形成该受触点且该第二感应量变化群组于该第二感应区内形成另一受触点。随后，步骤S73会被执行，以判断该第一受触点是否邻近该第二感应区。

本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，先前在介绍自容式触控系统400时描述的各种操作变化(例如分组方式及处理多个受触点的方式)亦可应用至图7所绘示的信号处理方法中，其细节不再赘述。

根据本发明的另一具体实施例为一种信号处理方法，用以配合一触控面板，其流程图是绘示于图8。该触控面板包含一第一感应区及一第二感应区。该第一感应区受至少一第一感应器监测，以产生包含多个第一子结果的一第一监测结果。该第二感应区受至少一第二感应器监测，以产生包含多个第二子结果的一第二监测结果。首先，步骤S801为将该多个第一子结果分组，并将该多个第二子结果分组。步骤S802为判断这两个感应区对应的监测结果是否皆未达到形成群组的标准。如果步骤S802的判断结果为是，在步骤S803中，这些第一子结果和第二子结果会被合并，并且重新分组。举例而言，X座标相近的电极41A、41B、42A、42B可被合并视为一个大电极，其合并后监测结果为这四个电极各自对应的监测结果的加总。相似地，X座标相近的电极41C、41D、42C、42D所对应的监测结果也可以被合并。接着，步骤S804为判断合并且重新分组后的监测结果是否形成任何群组。如果步骤S804的判断结果为否，此信号处理程序便会结束。

如果步骤S802的判断结果为否，或者步骤S804的判断结果为是，则各个群组会被依序施以步骤S805及其后续步骤。以下称正被施以步骤S805的群组为目标群组。步骤S805为判断该目标群组是否由单一感应区对应的监测结果贡献而成。如果步骤S805的判断结果为是，步骤S806会被执行，以判断另一个感应区相对应的监测结果是否亦形成另一群组。举例而言，若该目标群组是由感应器43A～43D的感应结果所构成，步骤S806可为：判断相对应的X座标与感应器43A～43D相近的感应器44A～44D的感应结果是否达到构成另一群组(以下称为相关群组)的条件。

如果步骤S806的判断结果为否，步骤S807会被执行，以强迫另一感应区相对应的监测结果形成一个相关群组(有可能包含一个或数个微小的感应量变化)。接着，步骤S808为分别计算该目标群组与该相关群组的座标。如果步骤S806的判断结果为是，则步骤S808被直接执行。随后的步骤S809为判断这两个座标的间距是否大于一门槛值。若步骤S809的判断结果为否，则在步骤S810中，该目标群组与该相关群组被视为包含于同一个受触点中，且该目标群组与该相关群组所涵盖的监测结果被合并考虑，以计算该受触点的位置信息。若步骤S809的判断结果为是，则在步骤S811中，该相关群组被舍弃，也就是单独将该目标群组视为一个受触点，且仅根据该目标群组涵盖的监测结果计算该受触点的位置信息。

只有在步骤S802和步骤S804的判断结果皆为是的情况下，步骤S805的判断结果才可能为否。若步骤S805的判断结果为否，步骤S812会被执行，以令与该目标群组相关的监测结果依其所在感应区不同各自形成一个小群组。接着，步骤S813为分别计算这两个小群组的座标。步骤S814则是判断这两个座标的间距是否大于门槛值。若步骤S814的判断结果为否，在步骤S815中，这两个小群组被视为包含于同一个受触点中，且这两个小群组所涵盖的监测结果被合并考虑，以计算该受触点的位置信息。相对地，若步骤S814的判断结果为是，表示这两个小群组各自存在时或被合并后皆不构成受触点。因此，此信号处理程序会结束。

本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，步骤S809和步骤S814的判断结果各自为否的情况，实际上都等效于前几个实施例中所述的一感应区中的受触点邻近另一感应区的情况。在这些情况出现时，两个感应区的监测结果会被同时纳入考虑，以产生该受触点的位置信息。

如上所述，本发明提出新的触控系统及其信号处理方法。借由适时选择性地同时考虑多个感应区的监测结果，根据本发明的触控系统及信号处理方法能有效降低误判结果的发生几率。本发明的概念不仅可应用在自容式触控面板，亦可实施于其他各种包含多个感应区的触控装置。

借由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的包含范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及等同替换于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。

Claims (14)

1.一种配合一触控面板的信号处理方法，该触控面板包含一第一感应区及一第二感应区，该第一感应区受至少一第一感应器监测以产生一第一监测结果，该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生一第二监测结果，该信号处理方法包含：

(a)判断形成于该第一感应区中的一受触点是否邻近该第二感应区；以及

(b)若步骤(a)的判断结果为是，根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该受触点的一位置信息。

2.如权利要求1所述的信号处理方法，进一步包含：

若步骤(a)的判断结果为否，仅根据该第一监测结果产生该位置信息。

3.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，该第一感应区包含预先定义为邻近该第二感应区的一边界范围，步骤(a)借由判断该受触点是否落入该边界范围决定该受触点是否邻近该第二感应区。

4.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，该第一监测结果包含多个第一子结果，该第二监测结果包含多个第二子结果；该信号处理方法于步骤(a)前进一步包含：

将该多个第一子结果分组，以产生一第一分组结果；

将该多个第二子结果分组，以产生一第二分组结果；

当该第一分组结果显示该第一感应区内出现一第一感应量变化群组且该第二分组结果显示该第二感应区内未出现任何感应量变化群组，判定该第一感应量变化群组于该第一感应区内形成该受触点；以及

针对该受触点执行步骤(a)及步骤(b)。

5.如权利要求4所述的信号处理方法，进一步包含：

当该第一分组结果显示该第一感应区内出现该第一感应量变化群组且该第二分组结果显示该第二感应区内出现一第二感应量变化群组，判断该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组的一间距；

若该间距大于一门槛值，判定该第一感应量变化群组于该第一感应区内形成该受触点且该第二感应量变化群组于该第二感应区内形成另一受触点；以及

针对该受触点执行步骤(a)及步骤(b)。

6.如权利要求5所述的信号处理方法，进一步包含：

若该间距小于该门槛值，将该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组合并视为一中间受触点，并根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该中间受触点的一位置信息。

7.一种触控系统，包含：

一第一感应区；

一第二感应区；

至少一第一感应器，用以监测该第一感应区，以产生一第一监测结果；

至少一第二感应器，用以监测该第二感应区，以产生一第二监测结果；以及

一控制模块，用以判断形成于该第一感应区中的一受触点是否邻近该第二感应区，若该受触点邻近该第二感应区，该控制模块根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该受触点的一位置信息。

8.如权利要求7所述的触控系统，其特征在于，若该受触点未邻近该第二感应区，该控制模块仅根据该第一监测结果产生该位置信息。

9.如权利要求7所述的触控系统，其特征在于，该第一感应区包含预先定义为邻近该第二感应区的一边界范围，且该控制模块借由判断该受触点是否落入该边界范围决定该受触点是否邻近该第二感应区。

10.如权利要求8所述的触控系统，其特征在于，该第一监测结果包含多个第一子结果，该第二监测结果包含多个第二子结果；该触控系统进一步包含：

一分组模块，用以将包含该多个第一子结果分组，以产生一第一分组结果，并将该多个第二子结果分组，以产生一第二分组结果；

其中当该第一分组结果显示该第一感应区内出现一第一感应量变化群组且该第二分组结果显示该第二感应区内未出现任何感应量变化群组，该控制模块判定该第一感应量变化群组于该第一感应区内形成该受触点。

11.如权利要求10所述的触控系统，其特征在于，当该第一分组结果显示该第一感应区内出现该第一感应量变化群组且该第二分组结果显示该第二感应区内出现一第二感应量变化群组，该控制模块判断该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组的一间距；若该间距大于一门槛值，该控制模块判定该第一感应量变化群组于该第一感应区内形成该受触点且该第二感应量变化群组于该第二感应区内形成另一受触点。

12.如权利要求11所述的触控系统，其特征在于，若该间距小于该门槛值，该控制模块将该第一感应量变化群组与该第二感应量变化群组合并视为一中间受触点，并根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该中间受触点的一位置信息。

13.一种配合一触控面板的信号处理方法，该触控面板包含一第一感应区及一第二感应区，该第一感应区受至少一第一感应器监测以产生一第一监测结果，该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生一第二监测结果，该信号处理方法包含：

(a)当该第一感应区中存在一感应量变化目标群组且该第二感应区中存在一感应量变化相关群组时，判断该感应量变化目标群组与该感应量变化相关群组的一间距；以及

(b)若该间距小于一门槛值，将该感应量变化目标群组与该感应量变化相关群组视为一受触点，并根据该第一监测结果及该第二监测结果产生该受触点的一位置信息。

14.如权利要求13所述的信号处理方法，进一步包含：

若该间距大于或等于该门槛值，将该感应量变化目标群组视为一独立受触点，并仅根据该第一监测结果产生该独立受触点的一位置信息。