CN104978087A - 触控系统及其座标修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控系统及其座标修正方法。本发明的触控系统包含第一感应区和第二感应区。至少一第一感应器监测第一感应区后产生第一感应量。至少一第二感应器监测第二感应区后产生第二感应量。一初始座标产生模块根据第一、第二感应量产生一初始座标，并据此判断受触点是否位于一交界区域，其包含该第一感应区的一部分与该第二感应区的一部份。若初始座标产生模块的判断结果为是，一修正值产生模块根据第一、第二感应量产生修正值。一修正后座标产生模块将初始座标乘上第一权重以产生第一加权结果、将修正值乘上第二权重以产生第二加权结果，并将第一加权结果与第二加权结果相加，以产生一修正后座标。

Description

触控系统及其座标修正方法

技术领域

本发明与触控系统相关，尤其与适用于包含多个感应区的触控系统的校正技术相关。

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式、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。触控屏幕通常由一透明感应面板及设置于感应面板后方的显示器组成。电子装置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，自容式触控面板能藉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内设有多个在X方向上交错设置的三角形电极。这些电极会被连接至一个或多个感应器(仅绘示连接电极11的第一感应器13及连接电极12的第一感应器14为例)，以检测各个电极的电容变化量。随后，这些检测结果被提供至一控制器(未绘示)，供该控制器判断使用者碰触的发生位置。

为了扩大触控面积，近年来出现了图2所示的构成多个感应区的电极配置。于图2呈现的范例中，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，控制器根据下列运算式决定受触点的Y座标Y₀：

$Y_0=\frac{\mathrm{Ucd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_1+\frac{\mathrm{Dcd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_2,$     (式一)

其中Ucd代表感应区210中所有电极的电容变化量的总和，Dcd代表感应区220中所有电极的电容变化量的总和，而y₁代表仅根据感应区210中的电容变化量所计算出的一Y座标(亦即不考虑感应区220中的电容变化量)，y2代表根据感应区220中的电容变化量所计算出的一Y座标(亦即不考虑感应区210中的电容变化量)。

请参阅图3，当使用者碰触发生在位置30A，受影响的主要是感应区210，因此会出现一明显的电容变化量总和Ucd_A，此时电容变化量总和Dcd_A几乎为零。当电容变化量总和Dcd_A的大小低于一门槛值，电容变化量总和Dcd_A于计算座标Y₀时可能被忽略。在这个情况下，座标Y₀即等于座标y₁。相对地，当使用者碰触发生在位置30B，该碰触造成的影响会大致均分至两电容变化量总和Ucd_B、Dcd_B中。显然电容变化量总和Ucd_B、Dcd_B的数值大小都会低于电容变化量总和Ucd_A。举例而言，电容变化量总和Ucd_A的大小可能在500微法拉(microfarad)上下，而电容变化量总和Ucd_B、Dcd_B的大小可能在200微法拉上下。本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，相较于电容变化量总和Ucd_A，电容变化量总和Ucd_B、Dcd_B的信号噪声比(signal to noise ratio,SNR)较低。由式一可看出，当电容变化量总和Ucd_B、Dcd_B都被纳入考虑(亦即当使用者碰触发生在感应区210、220交界处)，电容变化量总和Ucd_B、Dcd_B中的噪声会对计算结果造成相当程度的影响。更明确地说，现行技术的缺点在于，当使用者触碰出现在感应区210、220的交界处时，根据式一计算出的座标Y₀通常会有相当大的误差。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座标修正方法。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、一初始座标产生模块、一修正值产生模块以及一修正后座标产生模块。该第一感应区的一部分与该第二感应区的一部份经定义为一交界区域。该至少一第一感应器用以监测该第一感应区，以产生至少一第一感应量。该至少一第二感应器用以监测该第二感应区，以产生至少一第二感应量。该初始座标产生模块用以根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一初始座标，并根据该初始座标判断相对应的一受触点是否位于该交界区域内。若该初始座标产生模块的判断结果为是，该修正值产生模块根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一修正值。该修正后座标产生模块用以将该初始座标乘上一第一权重值以产生一第一加权结果、将该修正值乘上一第二权重值以产生一第二加权结果，并将该第一加权结果与该第二加权结果相加，以产生该受触点的一修正后座标。

根据本发明的另一具体实施例为一种配合一触控面板的座标修正方法。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至少一第一感应量。该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生至少一第二感应量。其中，一预先定义的交界区域包含该第一感应区的一部分与该第二感应区的一部份。该方法首先执行一初始座标产生步骤，根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一初始座标。接着，该方法执行一判断步骤，根据该初始座标判断相对应的一受触点是否位于该交界区域内。若该判断步骤的判断结果为是，该方法即执行一修正值产生步骤，根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一修正值。该初始座标被乘上一第一权重值以产生一第一加权结果，且该修正值被乘上一第二权重值以产生一第二加权结果。随后，该第一加权结果与该第二加权结果被相加，以产生该受触点的一修正后座标。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1、图2绘示了现行自容式触控面板的电极配置范例。

图3呈现使用者触碰的发生位置范例。

图4为根据本发明的一实施例中的自容式触控系统的功能方块图。

图5呈现了一交界区域的范围范例。

图6为根据本发明的一实施例中的座标修正方法的流程图。

符号说明

100、210、220：感应区  11、12：电极

13、14：感应器         30A、30B：碰触发生位置

400：触控系统          41：第一感应区

42：第二感应区         43：至少一第一感应器

44：至少一第二感应器   45：初始座标产生模块

46：修正值产生模块     47：修正后座标产生模块

550：交界区域    S61～S66：流程步骤

须说明的是，本发明的附图包含呈现多种彼此关联的功能性模块的功能方块图。这些附图并非细部电路图，且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性元件及/或程序间的多种互动关系不一定要透过直接的电性连结始能达成。此外，个别元件的功能不一定要如附图中绘示的方式分配，且分散式的区块不一定要以分散式的电子元件实现。

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为一触控系统，其功能方块图绘示于图四。触控系统400包含一第一感应区41、一第二感应区42、至少一第一感应器43、至少一第二感应器44、一初始座标产生模块45、一修正值产生模块46以及一修正后座标产生模块47。举例而言但不以此为限，第一感应区41、第二感应区42可分别为图三中的感应区210、220，各自包含多个自容式电极。为便于说明，以下实施例主要假设第一感应区41和第二感应区42如同感应区210、220在Y方向上彼此分隔，即其相邻边界大致平行于X座标轴。在这个假设下，修正后座标产生模块47的功用为修正因噪声造成的Y座标误差。至于X座标的计算与修正，其非为本发明的重点，且为本发明所属技术领域中具有通常知识者所知，在此略而不谈。

实务上，第一感应器43和第二感应器44的数量可由电路设计者根据其硬件成本及第一感应区41、第二感应区42中的电极数量来决定。该至少一第一感应器43用以监测第一感应区41，以产生至少一第一感应量(例如电容变化量)。该至少一第二感应器44用以监测该第二感应区42，以产生至少一第二感应量。举例而言，若第一感应区41共包含N个电极，且每一个电极各自受一第一感应器监测，则该至少一第一感应器43总共会产生N个第一感应量。

当触控系统400判定第一感应区41及/或第二感应区42中出现一使用者触碰，初始座标产生模块45便根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一初始座标Y₀，亦即受触点的修正前Y座标。举例而言，初始座标产生模块45可根据下列运算式产生初始座标Y₀：

$Y_0=\frac{\mathrm{Ucd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_1+\frac{\mathrm{Dcd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_2,$     (式二)

其中Ucd代表该至少一第一感应量的总和，Dcd代表该至少一第二感应量的总和，y₁代表仅根据该至少一第一感应量(不考虑该至少一第二感应量)产生的一第一座标，y₂代表仅根据该至少一第二感应量(不考虑该至少一第一感应量)产生的一第二座标。易言之，初始座标Y₀可为第一座标y₁和第二座标y₂的加权运算结果，其加权系数由第一感应量的总和Ucd、第二感应量的总和Dcd决定。须说明的是，第一座标y₁和第二座标y₂的产生方式不以特定方式为限，且为本发明所属技术领域中具有通常知识者所知，因此不再赘述。

在根据本发明的实施例中，一预先定义的交界区域包含第一感应区41的一部份以及第二感应区42的一部分。图5以图3中的电极配置为例，呈现一交界区域550的范围范例。在产生初始座标Y₀后，初始座标产生模块45会根据初始座标Y₀判断相对应的一受触点是否落入交界区域550内。若初始座标产生模块45的判断结果为是，修正值产生模块46和修正后座标产生模块47便会被驱动，产生一修正后座标Y”以取代初始座标Y₀。相对地，若初始座标产生模块45的判断结果为否，则触控系统400可将初始座标Y₀直接判定为受触点的发生位置，不对初始座标Y₀进行修正。

如图4所示，当初始座标产生模块45的判断结果为是时，修正值产生模块46会根据该至少一第一感应器43提供的第一感应量及该至少一第二感应器44提供的第二感应量产生一修正值Y_C。随后，修正后座标产生模块47将初始座标Y₀乘上一第一权重值w₁以产生一第一加权结果、将修正值Y_C乘上一第二权重值w₂以产生一第二加权结果，并将该第一加权结果与该第二加权结果相加，以产生一修正后座标Y”：

Y″＝Y₀×w₁+Y_C×w₂。    (式三)

实务上，电路设计者可预先利用模拟或实验决定交界区域550的范围。举例而言，电路设计者可找出在哪一段范围内，初始座标Y₀会受到噪声影响而出现高于一特定门槛值的误差，并将该范围定义为交界区域550。接着，电路设计者同样可利用模拟或实验找出在交界区域550中Y座标理想值与其初始座标Y₀的差距，据此决定修正值Y_C的产生方式及第一权重值w₁、第二权重值w₂的大小，以期最小化Y座标理想值与修正后座标Y”的差距。于一实施例中，修正值产生模块46根据下列运算式产生修正值Y_C：

$Y_C=\frac{(\mathrm{Ucd}-\mathrm{Dcd})}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y\_\mathrm{scale}+y\_\mathrm{shift},$     (式四)

其中Ucd代表该至少一第一感应量的总和，Dcd代表该至少一第二感应量的总和，y_shift代表一参考方向(Y)上的一基准座标，y_scale代表该参考方向上的一预设宽度。举例而言，若第二感应区42最底端的Y座标为0，而第一感应区41最顶端的Y座标为2048，y_shift的数值大小可被设定为其中间值1024(当交界区域550于第一感应区41与第二感应区42中所占区域相当时，即对应于交界区域550的中心点的Y座标)。实务上，y_scale的数值大小可经由前述模拟或实验决定。考虑额外误差，例如面板形变所导致的测量误差，于一较佳实施例中，交界区域550于Y方向上的宽度被设计为大致等于预设宽度y_scale的三倍。

根据本发明，式三中第一权重值w₁及第二权重值w₂的大小可为固定值，亦可被设计为与初始座标Y₀相关。于一实施例中，当初始座标Y₀愈接近交界区域550于Y方向上的中心位置，第一权重值w₁愈小而第二权重值w₂愈大。举例而言，可令在交界区域550于Y方向上下两边界位置的第一权重值w₁为1而第二权重值w₂为0，令在交界区域550于Y方向的中心位置的第一权重值w₁为0而第二权重值w₂为1。

根据本发明的另一具体实施例为一种配合一触控面板的座标修正方法，其流程图绘示于图6。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至少一第一感应量。该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生至少一第二感应量。同时涵盖并跨越该第一感应区与该第二感应区的一交界区域被预先定义。该方法首先执行一初始座标产生步骤S61，根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一初始座标。接着，该方法执行一判断步骤S62，根据该初始座标判断相对应的一受触点是否位于该交界区域内。若步骤S62的判断结果为是，该方法即执行一修正值产生步骤S63，根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一修正值。在步骤S64中，该初始座标被乘上一第一权重值以产生一第一加权结果，且该修正值被乘上一第二权重值以产生一第二加权结果。随后，在步骤S65中，该第一加权结果与该第二加权结果被相加，以产生该受触点的一修正后座标。如图6所示，若步骤S62的判断结果为否，则该初始座标在步骤S66中被判定为该受触点的一发生位置。

本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，先前在介绍触控系统400时描述的各种操作变化可被应用至图6中的座标修正方法，其细节不再赘述。

须说明的是，本揭露书中的数学表示式用以说明与本发明的实施例相关的原理和逻辑，除非有特别指明的情况，否则不对本发明的范畴构成限制。本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，有多种技术可实现这些数学式所对应的物理表现形式。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (14)

1.一种触控系统，包含：

一第一感应区；

一第二感应区；其中，该第一感应区的一部分与该第二感应区的一部份经定义为一交界区域；

至少一第一感应器，用以监测该第一感应区，以产生至少一第一感应量；

至少一第二感应器，用以监测该第二感应区，以产生至少一第二感应量；

一初始座标产生模块，用以根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一初始座标，并根据该初始座标判断相对应的一受触点是否位于该交界区域内；

一修正值产生模块，若该初始座标产生模块的判断结果为是，该修正值产生模块根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一修正值；以及

一修正后座标产生模块，用以将该初始座标乘上一第一权重值以产生一第一加权结果、将该修正值乘上一第二权重值以产生一第二加权结果，并将该第一加权结果与该第二加权结果相加，以产生该受触点的一修正后座标。

2.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，若该初始座标产生模块的判断结果为否，该初始座标被判定为该受触点的一发生位置。

3.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该交界区域是初始座标具有一高于一特定门槛值的误差的范围。

4.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该修正值产生模块根据下列运算式产生该修正值：

$Y=\frac{(\mathrm{Ucd}-\mathrm{Dcd})}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y\_\mathrm{scale}+y\_\mathrm{shift},$

其中Ucd代表该至少一第一感应量的总和，Dcd代表该至少一第二感应量的总和，y_shift代表一参考方向上的一基准座标，y_scale代表该参考方向上的一预设宽度。

5.如权利要求4所述的触控系统，其特征在于，该交界区域于该参考方向上的一宽度大致为该预设宽度的三倍。

6.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该第一权重值及该第二权重值的大小与该初始座标相关；该初始座标愈接近该交界区域于一参考方向上的一中心位置，该第一权重值愈小而该第二权重值愈大。

7.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，该初始座标产生模块根据下列运算式产生该初始座标Y₀：

$Y_0=\frac{\mathrm{Ucd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_1+\frac{\mathrm{Dcd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_2,$

其中Ucd代表该至少一第一感应量的总和，Dcd代表该至少一第二感应量的总和，y₁代表根据该至少一第一感应量产生的一第一座标，y₂代表根据该至少一第二感应量产生的一第二座标。

8.一种配合一触控面板的座标修正方法，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至少一第一感应量，该第二感应区受至少一第二感应器监测以产生至少一第二感应量，该第一感应区的一部分与该第二感应区的一部份经定义为一交界区域，该座标修正方法包含：

(a)根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一初始座标；

(b)根据该初始座标判断相对应的一受触点是否位于该交界区域内；

(c)若步骤(b)的判断结果为是，根据该至少一第一感应量及该至少一第二感应量产生一修正值；

(d)将该初始座标乘上一第一权重值以产生一第一加权结果，并将该修正值乘上一第二权重值以产生一第二加权结果；以及

(e)将该第一加权结果与该第二加权结果相加，以产生该受触点的一修正后座标。

9.如权利要求8所述的座标修正方法，其特征在于，进一步包含：

若步骤(b)的判断结果为否，判定该初始座标为该受触点的一发生位置。

10.如权利要求8所述的座标修正方法，其特征在于，该交界区域是初始座标具有一高于一特定门槛值的误差的范围。

11.如权利要求8所述的座标修正方法，其特征在于，步骤(c)包含根据下列运算式产生该修正值：

$Y=\frac{(\mathrm{Ucd}-\mathrm{Dcd})}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y\_\mathrm{scale}+y\_\mathrm{shift},$

其中Ucd代表该至少一第一感应量的总和，Dcd代表该至少一第二感应量的总和，y_shift代表一参考方向上的一基准座标，y_scale代表该参考方向上的一预设宽度。

12.如权利要求11所述的座标修正方法，其特征在于，该交界区域于该参考方向上的一宽度大致为该预设宽度的三倍。

13.如权利要求8所述的座标修正方法，其特征在于，该第一权重值及该第二权重值的大小与该初始座标相关；该初始座标愈接近该交界区域于一参考方向上的一中心位置，该第一权重值愈小而该第二权重值愈大。

14.如权利要求8所述的座标修正方法，其特征在于，步骤(a)包含根据下列运算式产生该初始座标Y₀：

$Y_0=\frac{\mathrm{Ucd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_1+\frac{\mathrm{Dcd}}{(\mathrm{Ucd}+\mathrm{Dcd})}\×y_2,$

其中Ucd代表该至少一第一感应量的总和，Dcd代表该至少一第二感应量的总和，y₁代表根据该至少一第一感应量产生的一第一座标，y₂代表根据该至少一第二感应量产生的一第二座标。