CN107450782A - 触控面板的辨识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种触控面板的辨识方法，包括：重复进行一指向讯号量测，以得到多数个指向讯号值；进行一液体讯号量测，以得到一液体讯号值；判断液体讯号值大于一第一阈限值或小于一第二阈限值，其中第一阈限值大于第二阈限值；当判断液体讯号值大于第一阈限值时，设定一排除动作；当判断液体讯号值小于第二阈限值时，设定一启动动作，以输出多数个指向讯号值。本发明在指向讯号量测循环中插入液体讯号量测流程，当确认液体讯号出现时，排除已侦测的指向讯号，并设定触控系统为讯号排除状态。等到不再侦测到液体讯号时，辨识方法才恢复一般的指向讯号侦测模式，可以避免将液体讯号误判成指向讯号。

Description

触控面板的辨识方法
【技术领域】
本发明涉及一种触控面板的辨识方法，特别是关于一种用于触控面板中可避免将液体讯号误判成指向讯号的辨识方法。
【背景技术】
触控面板或触控屏幕是主要的现代人机接口的一种，作为一种位置辨识装置，能够巧妙的结合输入和显示接口，故具有节省装置空间和操作人性化的优点，目前已非常广泛应用在各式消费性或者工业性电子产品上，且更已融入在各种生活环境中。举例：个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、掌上电脑(palm-sized PC)、平板计算机(tablet computer)、移动电话(mobile phone)、智能型手机(smart phone)手写输入设备、信息家电(Information Appliance)、自动金融机(Automated Teller Machine，ATM)、店头销售柜员机(Point-Of-Sale，POS)等等装置上，泛见于各种商业与工业应用的场合。
特别是投射式电容(PCIor PCAP touch)技术，除了应用于上述装置上，无论是使用于户外或手持式的投射电容触控装置，皆有可能会被雨淋到触控面板，或是被饮料泼到触控表面。举例而言，健身房中的新式跑步机多使用触控装置来提供操作接口，跑者时常会用满是汗水的手操作触控面板；至于使用在船只的触控装置，有可能会被海水或河水泼溅；此外，使用在医疗领域的触控装置，亦有可能会被医疗中常使用的生理食盐水或是血水溢溅到触控表面。
投射电容触控装置在应用时最常面临的挑战，是有水在触控表面时，控制器如何能分辨正确的触控讯号。由于投射式电容的触控感应，主要是依靠导体(例如手指或触控笔等指向对象)靠近触控面板表面时，导体与电极间的电容值产生细微变化，进而判断正确的触控位置。然而，当水、生理食盐水(约含0.9％氯化钠)、血(盐浓度约0.9％)，甚至是海水(盐浓度约3.5％)等液体泼溅在触控表面时，如何使触控装置不会产生误判动作，是当前欲解决的一大课题。
【发明内容】
为了避免触控系统将液体讯号(例如水、食盐水、血水或其他液体)误判成指向讯号(例如手指触控或是触控笔等指向对象产成的讯号)，因此本发明在指向讯号量测循环中插入液体讯号量测流程，当确认液体讯号出现时，排除已侦测的指向讯号，并设定触控系统为讯号排除状态，直到不再侦测到液体讯号，辨识方法此时才恢复一般的指向讯号侦测模式。
为了达到上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本发明实施例提供一种触控面板的辨识方法，其中触控面板可为投射式电容触控面板但并不限定于此，并具有至少一驱动电极及至少一感应电极。辨识方法包括：
重复进行一指向讯号量测，以得到多数个指向讯号值；
进行一液体讯号量测，液体讯号量测包括：驱动感应电极的其中一者或部分至一第一电位；以及，藉由模拟数字转换电路对其余未被驱动的感应电极进行量测，以得到一液体讯号值；
判断液体讯号值大于一第一阈限值或小于一第二阈限值，其中第一阈限值大于第二阈限值；
当判断所述液体讯号值大于所述第一阈限值，则设定一排除动作，排除动作包括：进行多数次液体讯号量测，以得到多数个液体讯号值；判断多数个液体讯号值皆大于第一阈限值，则进行一噪声量测；若噪声量测未得到任何一噪声值，则再进行多数次液体讯号量测，并再次判断多数个液体讯号值皆大于第一阈限值；当多数个液体讯号值皆大于第一阈限值，则排除多数个指向讯号值；
当判断液体讯号值小于第二阈限值，则设定一启动动作，启动动作包括：进行多数次液体讯号量测，以得到多数个液体讯号值；以及，判断多数个液体讯号值皆小于第二阈限值，则启动指向讯号量测，以输出多数个指向讯号值。
在一实施例中，其中进行指向讯号量测前，更包括：初始化驱动电极及感应电极，使驱动电极及感应电极皆位于一接地状态；将感应电极电耦合至自举电路；切换感应电极至一浮接状态；对自举电路充电，再藉由自举电路对感应电极充电；切换驱动电极至一初始电位；以及，待电位平衡后，将自举电路与感应电极断开，并藉由模拟数字转换电路对自举电路进行量测，得到一初始读值。藉由一控制单元处理上述初始读值及多数个指向讯号值，以得到一接触讯号。
在一实施例中，指向讯号量测包括：切换驱动电极至第一电位或一第二电位，其中第一电位小于第二电位；再将感应电极电耦合至一自举电路；以及，待电位平衡，再将自举电路与感应电极断开，并藉一模拟数字转换电路对自举电路进行量测，以得到多数个指向讯号值的其一者。
在一较佳实施例中，进行指向讯号量测的次数多于液体讯号量测。
在一较佳实施例中，进行液体讯号量测前或/及后，进行一放电延时，以确保感应电极已完成放电，使液体讯号量测可稳定进行。
在一较佳实施例中，上述辨识方法更包括：若噪声量测得到噪声值，则排除多数个液体讯号值，并进行一跳频量测；依据跳频量测的频率，再进行多数次液体讯号量测，以得到多数个新液体讯号值；以及，再次判断多数个新液体讯号值大于第一阈限值或小于第二阈限值。
在一较佳实施例中，上述初始电位为任一大于0的电位，上述第一电位为0伏特到5伏特间，上述第二电位为5伏特到18伏特间。
【附图说明】
图1绘示本发明实施例中一种触控面板及其感测电路的示意图。
图2绘示本发明实施例中一种触控面板的辨识方法的流程方块图。
图3及图3a绘示本发明实施例中进行一指向讯号量测的流程方块图。
图4及图5绘示本发明实施例中设定一排除动作及一启动动作的流程方块图。
【附图标号说明】
100 触控面板
110 驱动电极
120 感应电极
200 感测电路
【具体实施方式】
有关本发明前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是用于参照随附图式的方向。因此，前述的方向用语仅是用于说明并非是用于限制本发明。
请参考图1，为本发明所实施的电容式触控面板100及其感测电路200的示意图。触控面板100可为投射式电容触控面板但并不限定于此，由至少一驱动电极110及至少一感应电极120构成一基本架构，驱动电极110与感应电极120是由导电物质所构成，并相互形成一矩阵结构，且感应电极120设置于驱动电极110的上方。驱动电极110是由多数行电极条所构成，感应电极120是由多数列电极条所构成。矩阵结构的电容式触控面板100是与感测电路200电耦合而具有触控的功能。
图2为本发明实施例中一种触控面板的辨识方法的流程方块图。本实施例的辨识方法是应用于上述感测电路200，其包括步骤S1-S5、S5a及S5b。
步骤S1：重复进行一指向讯号量测，以得到多数个指向讯号值。如图3及图3a所示，是进行指向讯号量测方法及其中进行量测循环的流程方块图。其中，进行指向讯号量测的步骤S1具有三阶段，第一阶段为包含步骤S101-S109的初始阶段(Start)，第二阶段为包含步骤S110-S120的循环阶段(Loop)，第三阶段为包含S110-S121的终止阶段(End)，其步骤如下。
步骤S101：感测电路200中的控制单元初始化驱动电极110及感应电极120，使驱动电极110及感应电极120皆位于一接地状态。藉由驱动电极110及感应电极120为接地状态，以清除驱动电极110及感应电极120上的残存电荷。
步骤S102：控制单元将感应电极120电耦合至一自举电路。
步骤S103：经一第一延时放电后，控制单元将感应电极120切换至一浮接状态，同时，驱动电极110仍位于接地状态。
步骤S104：控制单元将一充电电路与自举电路电耦合，以一充电电压VC对自举电路充电。
步骤S105：接着，控制单元令自举电路对感应电极120充电。
步骤S106：重复步骤S104-S105，直到感应电极120达到一特定电位。其中，特定电位包括充电电路所供应的充电电压VC的平均值或充电电压的二分之一值VC/2。
步骤S107：控制单元切换驱动电极110，使驱动电极110由原本的接地状态改为供应一初始电位VH。
步骤S108：经一第二延时，等待电位平衡，使得驱动电极110及感应电极120上的电荷稳定。
步骤S109：控制单元使得自举电路与感应电极120断开。接着，藉由一模拟数字转换电路对自举电路进行量测，以得到一初始读值。结束量测后经一第三延时，控制单元根据后端滤波器决定是否要调整一非定值的量测频率以切换模式，再进行下一步骤，也就是由第一阶段(Start)进入第二阶段(Loop)。
步骤S110：进行一量测循环，也就是进入第二阶段(Loop)。请见图3a，量测循环S110的流程包括步骤S111至S115。
步骤S111：控制单元切换驱动电极110至第一电位，或是持续上述步骤S107时的初始电位，抑或切换至第二电位。在一较佳实施例中，上述初始电位为任一大于0的电位，第一电位为0伏特到5伏特间，第二电位为5伏特到18伏特间。其中，此步骤S111是控制单元根据步骤S109中后端滤波器决定其切换模式。
步骤S112：控制单元将感应电极120电耦合至自举电路。
步骤S113：经一第四延时，等待电位平衡，使得驱动电极110及感应电极120上的电荷稳定。在本实施例中，第四延时的时间较长于第二延时。
步骤S114：控制单元将自举电路与感应电极120断开，并藉由模拟数字转换电路对自举电路进行量测，得到一指向讯号值。
步骤S115：结束量测后经第三延时，控制单元根据后端滤波器决定是否要调整量测频率以切换模式，再进行下一步骤。其中，此步骤S105是控制单元根据步骤S104的结果，后端滤波器决定其切换模式，使得步骤S120进行重复步骤S110的量测循环中步骤S111时，驱动电极110可以连续维持第一电位；抑或驱动电极110可以是连续维持第二电位；甚或驱动电极110可以是连续维持数次第一电位后，再连续维持数次第二电位；或驱动电极110可以第一电位及第二电位交错循环，其第一电位及第二电位的切换是由后端滤波器决定。
回到图3中的步骤S120：重复步骤S110中的量测循环，以得到多数个指向讯号值。在本实施例中，重复量测循环的次数为奇数次。若欲停止量测循环S110，也就是准备由第二阶段(Loop)进入第三阶段(End)，进行最后一次的量测循环S110时，则省略量测循环S110中的步骤S115。
步骤S121：进入第三阶段(End)，将驱动电极110及感应电极120切换为接地状态，以结束上述步骤S1的指向讯号量测。
回到图2中的步骤S2：进行一液体讯号量测，其中液体讯号量测包括：驱动感应电极120的其中一者或部分至第一电位；以及，藉由模拟数字转换电路对其余未被驱动的感应电极120进行量测，以得到一液体讯号值。在一较佳实施例中，进行液体讯号量测前或/及后，进行一放电延时，以确保感应电极120已完成放电，使液体讯号量测可稳定进行。
步骤S3：判断液体讯号值是否大于一第一阈限值或小于一第二阈限值，其中第一阈限值大于第二阈限值。
步骤S4：当判断液体讯号值大于第一阈限值，也就是触控面板上可能有液体例如水渍等，则设定一排除动作，将步骤S1中所量测的指向讯号值进入排除状态。其中，如图4所示，设定排除动作的步骤S4包括：
步骤S41：驱动感应电极120的其中一者或部分至第一电位，以进行液体讯号量测。
步骤S42：重复N次液体讯号量测，以得到多数个液体讯号值，并判断这些液体讯号值是否大于第一阈限值。
步骤S43：若判断这些液体讯号值皆大于第一阈限值，则进行一噪声量测。
步骤S44：进行步骤S43时，若噪声量测得到噪声值，则清除多数个液体讯号值，并进行一跳频量测。依据跳频量测的频率，再重新进行多数次液体讯号量测，以得到多数个新液体讯号值，回到图2中的步骤S3，再次判断多数个新液体讯号值大于第一阈限值或小于第二阈限值。
步骤S45：进行步骤S43时，若噪声量测未得到任何一噪声值，则再重复进行N次液体讯号量测，以得到N个新液体讯号值。并且，再次判断这些新液体讯号值是否大于第一阈限值。
步骤S46：当步骤S45中所得到的N个新液体讯号值皆大于第一阈限值，则停止向主机端传输先前步骤所得到的多数个指向讯号值，也就是排除将这些指向讯号值。
接续步骤S3，步骤S5：当判断液体讯号值小于第二阈限值，也就是当触控面板上无液体时，有可能是使用者将触控面板上的液体例如水渍等擦干，则解除排除动作，或设定一启动动作，以重新启用指向讯号量测。其中，如图5所示，设定启动动作的步骤S5包括：
步骤S51：驱动感应电极120的其中一者或部分至第一电位，以进行液体讯号量测。
步骤S52：重复N次液体讯号量测，以得到多数个液体讯号值，并判断这些液体讯号值是否皆小于第二阈限值。
步骤S53：若判断这些液体讯号值皆小于第二阈限值，则启动指向讯号量测，将后续量测所得的指向讯号值向主机端传输，以输出多数个指向讯号值。
最后，由于步骤S109所得的初始读值及后续步骤所得的多数个指向讯号值含有噪声，皆无法单独使用，无法正确判读指向对象的接触讯号。因此，藉由控制单元处理上述初始读值及多数个指向讯号值，以得到一可使用的接触讯号。
在一较佳实施例中，于图2中进行步骤S1的指向讯号量测的次数多于步骤S2的液体讯号量测。进行液体讯号量测的时机，例如每进行N(ex.32)次指向讯号量测，则进行一次液体讯号量测；或是，发现疑似液体讯号值时，每进行N(ex.4)次指向讯号量测，则进行一次液体讯号量测。
本发明藉由量测循环可快速地进行量测，来得到不同状态下的多个读值，并藉由多个读值滤除噪声以得到最佳触控讯号。更进一步，本发明的辨识方法为避免将液体讯号误判成指向讯号，因此在指向讯号量测循环中插入液体讯号量测的流程，当确认液体讯号值出现时，排除已侦测的指向讯号值，并设定一排除动作(触控讯号排除状态)直到不再侦测到液体讯号值后，才又设定一启动动作，来恢复指向讯号量测。此外，在每次的液体讯号量测的程序前后加入一放电延时(debouncing)，以确保感应电极已完成放电，使液体讯号量测能够稳定进行。

Claims (10)

1.一种触控面板的辨识方法，其中所述触控面板具有至少一驱动电极及至少一感应电极，其特征在于包括以下步骤：
重复进行一指向讯号量测，以得到多数个指向讯号值；
进行一液体讯号量测，所述液体讯号量测包括：
驱动所述感应电极的其中一者或部分至一第一电位；以及
藉由一模拟数字转换电路对其余未被驱动的所述感应电极进行量测，以得到一液体讯号值；
判断所述液体讯号值大于一第一阈限值或小于一第二阈限值，其中所述第一阈限值大于所述第二阈限值；
当判断所述液体讯号值大于所述第一阈限值，则设定一排除动作，所述排除动作包括：
进行多次所述液体讯号量测，以得到多数个所述液体讯号值；
当判断所述多数个液体讯号值皆大于所述第一阈限值，则进行一噪声量测；
当所述噪声量测未得到任何一噪声值，则再进行多次所述液体讯号量测，并判断所述多数个液体讯号值是否皆大于所述第一阈限值；以及，
当所述多数个液体讯号值皆大于所述第一阈限值，则排除所述多数个指向讯号值；
当判断所述液体讯号值小于所述第二阈限值，则设定一启动动作，所述启动动作包括：
进行多数次所述液体讯号量测，以得到多数个所述液体讯号值；以及
当判断所述多数个液体讯号值皆小于所述第二阈限值，则启动所述指向讯号量测，以输出所述复数个指向讯号值。
2.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于：进行所述指向讯号量测的次数多于所述液体讯号量测。
3.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于：进行所述指向讯号量测前更包括
初始化所述驱动电极及所述感应电极，使所述驱动电极及所述感应电极皆位于一接地状态；
将所述感应电极电耦合至所述自举电路；
切换所述感应电极至一浮接状态；
对所述自举电路充电，再藉由所述自举电路对所述感应电极充电；
切换所述驱动电极至一初始电位；以及
待电位平衡后，将所述自举电路与所述感应电极断开，并藉由所述模拟数字转换电路对所述自举电路进行量测，得到一初始读值。
4.根据权利要求3所述的辨识方法，其特征在于：进一步包括
藉由一控制单元处理所述初始读值及所述多数个指向讯号值，以得到一接触讯号。
5.根据权利要求3所述的辨识方法，其特征在于：所述初始电位为任一大于0的电位。
6.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于：进一步包括
切换所述驱动电极至所述第一电位或一第二电位，其中所述第一电位小于所述第二电位；
再将所述感应电极电耦合至一自举电路；以及
待电位平衡，再将所述自举电路与所述感应电极断开，并藉一模拟数字转换电路对所述自举电路进行量测，以得到所述多数个指向讯号值的其一者。
7.根据权利要求6所述的辨识方法，其特征在于：所述第二电位为5伏特到18伏特间。
8.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于：在进行所述液体讯号量测前或/及后，进行一放电延时。
9.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于：进一步包括
当所述噪声量测得到所述噪声值，则排除多数个液体讯号值，并进行一跳频量测；
依据所述跳频量测的频率，再进行多数次所述液体讯号量测，以得到多数个新液体讯号值；以及
再次判断所述多数个新液体讯号值大于所述第一阈限值或小于所述第二阈限值。
10.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于：所述第一电位为0伏特到5伏特间。
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