CN107153489B

CN107153489B - 触控侦测方法

Info

Publication number: CN107153489B
Application number: CN201610584827.0A
Authority: CN
Inventors: 周宜群; 蔡明衡; 陈许民
Original assignee: Lianyang Semiconductor Co ltd
Current assignee: Lianyang Semiconductor Co ltd
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: TW201732509A; US10203805B2; TWI584172B; CN107153489A; US20170255329A1

Abstract

本发明公开了一种触控侦测方法，包括经由处理单元的输出端输出第一信号；经由该处理单元的输入端接收第二信号，其中该第二信号的位准值对应于该第一信号的位准值、第一电容的第一电容值、及第二电容的第二电容值；以校正参数对于该第二信号的位准值的变化量执行校正运算，从而得到校正后变化量；若该校正后变化量大于门槛值，判断触控事件发生。

Description

触控侦测方法

技术领域

本发明涉及一种触控侦测方法，尤其涉及一种用于触控侦测装置且可执行校正运算的触控侦测方法。

背景技术

目前的触控侦测装置中，是使用输出信号执行电容充电，再接收对应于电容放电的输入信号，判断是否发生触控事件。为了执行充电、放电的操作，只可使用例如是方波的数字信号，因此不利于滤除杂噪的操作，导致信噪比(signal-to-noise ratio；SNR)无法提高。此外，触控面板上的各部位的触控灵敏度的差异，也常导致触控手势的判读失败。举例来说，如果触控面板的各触控部位的面积相异，则对应的触控信号的变化量常会随之相异，因此造成各触控部位之间的触控效果不良，从而常导致触控手势的判读失败，不利于使用者体验与产品竞争力。因此，本领域实在须要一解决方案以提高触控的功效。

发明内容

本发明实施例提供一种用于触控侦测装置的触控侦测方法。该触控侦测装置包括处理单元，第一电容及第二电容。该第一电容的第一端耦接于该处理单元的输出端，该第一电容的第二端耦接于该处理单元的输入端及该第二电容的第一端，该第二电容的第二端系耦接于地端。该触控侦测方法包括经由该处理单元的该输出端输出第一信号；经由该处理单元的该输入端接收第二信号，其中该第二信号的位准值对应于该第一信号的位准值、该第一电容的第一电容值、及该第二电容的第二电容值；以校正参数对于该第二信号的位准值的变化量执行校正运算，从而得到校正后变化量；及若该校正后变化量大于门槛值，判断触控事件发生。

附图说明

图1是本发明实施例的触控侦测装置的电路示意图。

图2是本发明实施例中触控侦测方法的流程图。

图3是图1的实施例的触控侦测装置发生触控事件时的电路示意图。

图4是本发明实施例的触控面板的触控部位的示意图。

图5是本发明实施例中的处理单元的内部功能方块示意图。

图6是本发明实施例的触控侦测方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100 触控侦测装置

C1 第一电容

C2 第二电容

Cx 第三电容

Cv1 第一电容值

Cv2、Cv21、Cv2i 第二电容值

Cvx 第三电容值

c11、c21 第一端

c12、c22 第二端

Va1、Va2、Va21、Va2i 位准值

Sa1 第一信号

Sa2 第二信号

GND 地端

110 处理单元

1101 输出端

1102 输入端

D 分析单元

C 校正单元

A1至An 触控部位

P、P1、Pi 校正参数

△Va2、△Va21、△Va2i 变化量

△Va2’、△Va21’、△Va2i’ 校正后变化量

cali() 函数

400 触控面板

200、600 触控侦测方法

210至250、2210至2230 步骤

具体实施方式

图1是本发明实施例的的触控侦测装置100的电路示意图。触控侦测装置100可包括处理单元110、第一电容C1及第二电容C2。第一电容C1的第一端c11可耦接于处理单元110的输出端1101，第一电容C1的第二端c12可耦接于处理单元110的输入端1102及第二电容C2的第一端c21，第二电容的第二端c22可耦接于地端GND。处理单元110的输出端1101可用以输出第一信号Sa1(其可对应于位准值Va1)、及输入端1102可用以接收第二信号Sa2(其可对应于位准值Va2)。第一电容C1可具有第一电容值Cv1，第二电容C2可具有第二电容值Cv2。图1中，第二信号Sa2的位准值Va2可对应于第一信号Sa1的位准值Va1、第一电容C1的第一电容值Cv1、及第二电容C2的第二电容值Cv2，其对应关系可例如算式eq-1所示：

Va2＝Va1*[Cv1/(Cv1+Cv2)]…(eq-1)

图2是本发明实施例中触控侦测方法200的流程图。参照图1，触控侦测方法200可包括：

步骤210：经由处理单元110的输出端1101输出第一信号Sa1；

步骤220：经由处理单元110的输入端1102接收第二信号Sa2；

步骤230：以校正参数P对于第二信号Sa2的位准值Va2的变化量△Va2执行一校正运算，从而得到校正后变化量△Va2’；

步骤240：校正后变化量△Va2’是否大于门槛值？若是，进入步骤250；若否，进入步骤210；及

步骤250：判断触控事件发生。

步骤220中，第二信号Sa1的位准值Va2可对应于第一信号Sa1的位准值Va1、第一电容C1的第一电容值Cv1、及第二电容C2的第二电容值Cv2，当尚未发生触控事件时，位准值Va2可如前述的算式eq-1所示。当触控事件未发生，则位准值Va2可实质上保持原值，故位准值Va2的变化量△Va2实质上可为0，步骤230至240的校正后变化量△Va2’可小于门槛值，从而判断触控事件未发生。当发生触控事件时，则位准值Va2可对应变化，步骤230至240的校正后变化量△Va2’可大于门槛值，从而判断触控事件发生。

根据本发明实施例，上述的第一信号Sa1可为第一类比信号，且第二信号Sa2可为第二类比信号，其可例如为弦波形式，以提高杂噪滤除的功效。根据本发明实施例，步骤230所述的校正参数Pi可正比于第一电容值Cv1；根据本发明另一实施例，校正参数Pi可正比于第二电容值Cv2，其详述如下。

图3是图1的实施例的触控侦测装置100发生触控事件时的电路示意图。所述触控事件可对应于外部物体Cx触碰触控侦测装置100的情况，外部物体Cx可例如为手指或手写笔(stylus)等物体，且具有第三电容值Cvx。当触控事件发生时，第二信号Sa1的位准值Va2_touch相较于触控事件发生前的位准值Va2，其变化量△Va2可对应于第一电容值Cv1、第二电容值Cv2、第三电容值Cvx及第一信号Sa1的位准值Va1，如算式eq-2所示：

Va2_touch＝Va1*[Cv1/(Cv1+Cv2+Cvx)]…(eq-2)

因此，触碰事件发生前、及发生后的第二位准值的变化量△Va2，可如算式eq-3所示：

△Va2

＝Va2–Va2_touch

＝Va1*[Cv1/(Cv1+Cv2)]–Va1*[Cv1/(Cv1+Cv2+Cvx)]

＝Va1*Cv1*Cvx/[(Cv1+Cv2)*(Cv1+Cv2+Cvx)]…(eq-3)

当发生触控事件时，变化量△Va2越大则触控灵敏度可越佳，为了求得变化量△Va2的最大值，可预设Cv1+Cv2>>Cvx从而从算式eq-3得到偏微分计算式eq-4：

当变化量△Va2为最大值时，

此情况下可得Cv1＝Cv2。也就是说，于本发明实施例中，第一电容值Cv1可设定为实质上等于第二电容值Cv2。当Cv1＝Cv2，则根据算式eq-1，触碰事件发生前的位准值Va2可为位准值Va1的一半，且因变化量△Va2为最大值，触控侦测装置100的侦测灵敏度可为最佳。将此结果代回算式eq-3，并考量Cx<<Cv2，则触碰事件发生前后的第二信号Sa2的位准值的变化量△Va2可如算式eq-5所示：

△Va2

＝Va1*Cv1*Cvx/[(Cv1+Cv2)*(Cv1+Cv2+Cvx)]

＝Va1*(Cvx/4Cv2)…(eq-5)

因此可知，变化量△Va2可反比于第二电容值Cv2。若第一电容值Cv1是设定为实质上等于第二电容值Cv2，则变化量△Va2也反比于第一电容值Cv1。所述的第二电容C2及对应的第一电容C1，是对应于触控面板上的一触控部位，而触控面板可包括多个触控部位。根据本发明实施例，触控侦测装置200可对应于一触控部位，且校正参数P可对应于触控部位的面积，其说明如下。

图4是本发明实施例的触控面板400的触控部位A1-An示意图。触控面板400的形状可为各种形状而不限于圆形，但本文中以圆形为例。由图4可见，触控面板400可被切分从而包括触控部位A1至An。由图4可见，触控部位A1至An的面积并不平均，若以触控部位A1与触控部位Ai为例(其中i与n是正整数且1<i<n)，则触控部位A1的面积远小于触控部位Ai的面积。此种触控部位的面积大小不均的现象，常可见于形状较不方正、为不规则形、椭圆形或圆形的触控面板。由于第二电容C2是相关于触控部位的面积，例如触控部位的面积越大则其对应的第二电容值Cv2也越大(反的，触控部位的面积越小则其对应的第二电容值Cv2也越小)，又如算式eq-5所示，触碰事件发生前后的变化量△Va2可为Va1*(Cvx/4Cv2)而反比于第二电容值Cv2，因此，对应于相同的触控物体Cx(例如同一手写笔或同一指尖的触控)，触控部位A1对应的变化量△Va2与触控部位Ai产生的变化量△Va2可能相异。此现象会降低触控时的精确度与线性度。举例而言，若使用者以手指进行手势(gesture)操作，则当指尖滑过触控面板的多个触控部位时，若因触控部位的面积相异，而造成多个触控部位各自对应的变化量△Va2相异，则可能无法侦测完整的手势而降低侦测成功率。根据本案一实施例，步骤230中的校正参数Pi可正比于第二电容值Cv2，从而校正各个触控部位对应的第二信号的位准值的变化量。例如第1表所示：

(第1表)

其中，触控部位Ai是对应于第二电容值Cv2i，且如算式eq-5所示，其于触控事件发生前后的第二信号的位准值的变化量△Va2i可为Va1i*(Cvx/4Cv2i)，因此，若将校正参数Pi设为正比于第二电容值Cv2i(例如为第二电容值Cv2i的倍数)，则步骤230所述的校正运算可例如为将变化量△Va2i乘上校正参数Pi，从而得到不受第二电容值Cv2i影响的校正后变化量△Va2i’＝k(Va1i*Cvx)，其中参数k是为可选择的常数，可随工程需求而调整。同理，若将上述的变数i改为1则可得到第1表中对应于触控部位A1的校正后变化量△Va21’＝k(Va11*Cvx)。若设定触控部位A1与Ai对应的第一信号Sa1相同，也就是使位准值Va11等于位准值Va1i，则经校正后，触控部位A1与Ai对应的校正后变化量△Va21’与△Va2i’可相等，故可避免触控部位大小、形状不均所造成触控精确度下降问题。若用函数cali表示校正运算的函数，则触控部位Ai的校正运算可如算式eq-6所示：

△Va2i’

＝cali(△Va2i,Pi)＝△Va2i*Pi＝Va1i*(Cvx/4Cv2i)*Pi

＝k(Va1i*Cvx)…(eq-6)

若第一信号的位准值Va11至Va1n均实质上相等，则对应于同一Cvx，△Va21’至△Va2n’可实质上互相相等。又如上述，第一电容值Cv1可实质上等于第二电容值Cv2以求得变化量△Va2的最大值，因此当校正参数P是正比于第二电容值Cv2，且Cv1＝Cv2，则校正参数P也可正比于第一电容值Cv1。图5是本发明实施例中处理单元110的内部功能方块示意图。其中，处理单元110可包括校正单元C及分析单元D，用以根据校正参数P，对于第二信号Sa2的位准值Va2的变化量△Va2执行校正运算(以函数cali示意)，从而得到校正后变化量△Va2’，以供控制单元D判断是否发生触控事件。

步骤230的校正运算可不限于将变化量△Va2乘上校正参数P，根据本发明实施例，校正运算也可为根据校正参数P查找查询表、或执行其他数学运算。其中，处理单元110及其内部各单元可整合于可控制的硬体电路，例如将处理单元110整合为积体电路(integratedcircuit；IC)，其可包括数位逻辑闸及/或类比电路元件。根据本发明另一实施例，第一电容C1及处理单元110可被整合于积体电路。

图6是本发明实施例中，触控侦测方法600的流程图。触控侦测方法600相较于图2的触控侦测方法200，可另包括步骤2210、2220、2230。根据本发明实施例，触控侦测方法600可另包括：

步骤210：经由处理单元110的输出端1101输出第一信号Sa1；

步骤220：经由处理单元110的输入端1102接收第二信号Sa2；

步骤2210：比较第二信号Sa2的位准值Va2及第一信号Sa1的位准值Va1；

步骤2220：第二信号Sa2的位准值Va2实质上是否等于第一信号Sa1的位准值Va1的一半？若是，进入步骤230；若否，进入步骤2230；

步骤2230：调整第一电容值Cv1，从而使第二信号Sa2的位准值Va2实质上等于第一信号Sa1的位准值Va1的一半；进入步骤2210；

步骤250：判断触控事件发生。

根据本发明实施例，第一电容C1可例如具有可调整的(adjustable)第一电容值Cv1，故步骤2210至2230可根据位准值Va2及Va1的比较结果，调整第一电容值Cv1，从而使第一电容值Cv1实质上相等于第二电容值Cv2。执行步骤2210至2230后，可得知第一电容值Cv1、第二电容值Cv2，因校正参数P可对应于第二电容值Cv2，故可推估求得对应的校正参数P。以图4为例，可求得触控部位A1至An各自对应的校正参数P1至Pn。求得的第一电容值Cv1、第二电容值Cv2及校正参数P，可储存于存储单元备用。存储单元可例如为硬碟单元、动态随机存取存储器(dynamic random-access memory)单元及/或只读存储器(read-onlymemory)单元。又以图4为例，在本发明实施例中，当触控面板400的触控部位Ai执行触控侦测后，可执行计数器迭加操作，以进行下一轮触控侦测操作，进行触控部位Ai+1的触控侦测，从而执行触控部位A1至An的触控侦测(其中，i与n为正整数，且1≦I<i+1≦n)。举例而言，计数器迭加操作可例如为将计数器加1，直到预计侦测的触控部位或所有触控部位已侦测完成，其侦测顺序是可编程的。

综上所述，本发明实施例揭露的触控侦测方法，其对应的触控侦测装置可不须切换输入及输出模式，故电路结构较单纯，且可借由使用校正参数执行校正运算，故可对多个触控部位对应的变化量进行校正，以使触控事件触发的增益(gain)被规范化(normalize)，故可有效避免错误侦测，而提高触控侦测的正确度。尤其对于具有多个面积相异的触控部位的触控面板，更可提升触控侦测的正确度，因此，本发明对于智能手机、智能手表、穿戴设备、车用设备及智能家电等装置的研发者与使用者，实有助益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于触控侦测装置的触控侦测方法，其特征在于，该触控侦测装置包括处理单元，第一电容及第二电容，该第一电容的第一端耦接于该处理单元的输出端，该第一电容的第二端耦接于该处理单元的输入端及该第二电容的第一端，该第二电容的第二端耦接于地端，该触控侦测方法包括：

经由该处理单元的该输出端输出第一信号；

经由该处理单元的该输入端接收第二信号，其中该第二信号的位准值对应于该第一信号的位准值、该第一电容的第一电容值、及该第二电容的第二电容值；

以校正参数对于该第二信号的位准值的变化量执行校正运算，从而得到校正后变化量；及

若该校正后变化量大于门槛值，判断触控事件发生；

其中该触控侦测装置对应于触控部位，且该校正参数对应于该触控部位的面积。

2.如权利要求1所述的触控侦测方法，其特征在于，其中该第一信号是第一类比信号，且该第二信号是第二类比信号。

3.如权利要求1所述的触控侦测方法，其特征在于，其中该触控事件对应于外部物体触碰该触控侦测装置，该外部物体具有第三电容值，该第二信号的位准值的变化量对应于该第一电容值、该第二电容值、该第三电容值及该第一信号的位准值。

4.如权利要求1所述的触控侦测方法，其特征在于，该触控侦测方法另包括：比较该第二信号的位准值及该第一信号的位准值；及

若该第二信号的位准值实质上不等于该第一信号的位准值的一半，则调整该第一电容值，从而使该第二信号的位准值实质上等于该第一信号的位准值的一半。

5.如权利要求1、2、3或4所述的触控侦测方法，其特征在于，其中该第一电容值实质上等于该第二电容值。

6.如权利要求1、2、3或4所述的触控侦测方法，其特征在于，其中该校正参数正比于该第一电容值。

7.如权利要求1、2、3或4所述的触控侦测方法，其特征在于，其中该校正参数正比于该第二电容值。

8.如权利要求1、2、3或4所述的触控侦测方法，其特征在于，该触控侦测方法另包括：

储存该校正参数于储存单元。

9.如权利要求1、2、3或4所述触控侦测方法，其特征在于，该触控侦测方法另包括：

执行计数器迭加操作，以进行下一轮触控侦测操作。