CN107817925B - 电容式触摸板基线值调整方法 - Google Patents

电容式触摸板基线值调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电容式触摸板基线值调整方法,包括计算步骤,以触摸感测单元,计算该触摸感测单元的每一区域的感测电容的变化;触摸判断步骤,依据每一区域的感测电容的变化,来判断是否有一外部物体的触摸;稳定判断步骤,当判定有一外部物体的触摸时,判断该触摸是否持续且稳定;第一更新步骤,当判定该触摸持续且稳定时,以第一更新速度更新该触摸感测单元的一非触摸区域的基线值,并暂停更新该触摸感测单元的触摸区域,且以小于该第一更新速度的第二更新速度,更新邻接该触摸区域的一触摸延伸区域,其中该触摸延伸区域介于该触摸区域及该非触摸区域之间。由此,可更准确地更新触摸感测单元上的基线值,而可提高触摸检测的准确度。

Description

电容式触摸板基线值调整方法
技术领域
本发明涉及电容式触控检测的技术领域,尤指一种电容式触摸板基线值调整方法。
背景技术
近年来,在电子装置上多已安装有触控检测装置,以能通过触控显示设备而进行信息的输入。电子装置可为液晶显示设备,而触控检测装置是一种所谓的触控面板。也即将触控面板设置在液晶显示设备上,并在显示设备显示各种按钮图像,用以取代现有的机械按钮。显示设备安装该触控检测装置后,则无需再额外的输入设备,例如键盘、鼠标。因此触控检测装置已经广泛地运用在电子装置上。
触控面板的技术原理是当手指或其他介质接触到屏幕时,依据不同感应方式,检测电压、电流、声波或红外线等,以此测出触压点的坐标位置。例如电容式触控面板是利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化,从所产生的电流或电压来检测其坐标。
当没有使用者手指触摸、也有没有外部噪音(noise)的影响时,由触控面板对应的一触摸感测单元所感测的信号值称为基线(baseline)。也即,在触控面板上没有任何输入时,基线即为触摸感测单元所感测到的信号值。其中,此处噪音指的是由于电气或机械等因素,系统所产生的不需要的信号。
然而,触摸感测单元所感测的信号值(例如:电容量)会随外部环境而变化。图1是一现有感测的信号值(电容量)与外部环境变化(例如温度)的示意图。如图1所示,当外部环境变化(温度)上升时,触摸感测单元所感测到的电容量会随温度上升而增加。因此在现有系统中,基线的值会随时更新,以降低外部环境的影响。然而现有基线的更新方法仅考虑将触控面板分区进行更新,而无法满足实际的需要。因此,现有基线的更新方法仍有改善的空间。
发明内容
本发明的目的主要是提供一电容式触摸板基线值调整方法,其针对外部物体的悬浮接近时,改变基线值的更新速度,同时本发明也针对外部物体在触摸感测单元上轻微的往复移动,将触摸感测单元分为外部物体的触摸区域、触摸延伸区域、以及非触摸区域。当有触摸时,以一第一更新速度更新该触摸感测单元的该非触摸区域的基线值、暂停更新该外部物体的该触摸区域的基线值、以及以一小于该第一更新速度的第二更新速度更新该触摸延伸区域的基线值。由此,可更准确地更新触摸感测单元上的基线值,而可提高触摸检测的准确度。
依据本发明的一方面,本发明提出一种电容式触摸板基线值调整方法,包括:一计算步骤,以一触摸感测单元,计算该触摸感测单元的每一区域的感测电容的变化;一触摸判断步骤,依据每一区域的感测电容的变化,判断是否有一外部物体的触摸;一稳定判断步骤,当判定有一外部物体的触摸时,判断该触摸是否持续且稳定;以及一第一更新步骤,当判定该触摸持续且稳定时,以一第一更新速度更新该触摸感测单元的一非触摸区域的基线值,并暂停更新该触摸感测单元的一触摸区域,并以一小于该第一更新速度的第二更新速度,更新邻接该触摸区域的一触摸延伸区域,其中该触摸延伸区域介于该触摸区域及该非触摸区域之间。
依据本发明的另一个方面,本发明提出一种电容式触摸板基线值调整方法,该电容式触摸板包括一触摸感测单元,划分为一触摸区域、一非触摸区域以及一介于两者之间的一触摸延伸区域,其中,当一外部物体触摸该触摸感测单元时,该电容式触摸板基线值调整方法的步骤,包括:以一第一速度,更新该非触摸区域的基线值;以一较该第一速度缓慢的第二速度,更新该触摸延伸区域;以及暂停更新该触摸区域的基线值。
附图说明
图1是一现有感测的信号值与外部环境变化的示意图。
图2是示意地显示本发明电容式触摸板基线值调整方法的应用系统。
图3是示出本发明电容式触摸板基线值调整方法的流程图。
图4是本发明触摸感测单元的示意图。
图5和图6是本发明的一应用实施例的示意图。
图7是本发明图5的触摸感测单元的示意图。
图8是本发明电容式触摸板基线值调整方法的工作原理的示意图。
图9是示本发明电容式触摸板基线值调整方法的另一流程图。
图10是本发明电容式触摸板基线值调整方法的一应用示意图。
图11是本发明电容式触摸板基线值调整方法的另一应用示意图。
附图标记说明:
应用系统 200
触摸感测单元 210 基线值调整单元 220
感测电极 211、213
步骤 (A)~(G) 子步骤 (A1)~(A3)
触摸区域 410 触摸延伸区域 420
非触摸区域 430
区域 610
手掌触摸区域 410,1 手指触摸区域 410,2
触摸板 1010
平板计算机 1100 触控面板 1110。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步地详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图2是示意地显示本发明的电容式触摸板基线值调整方法的应用系统200。该应用系统200包含一触摸感测单元210、及一基线值调整单元220。该触摸感测单元210包含多个感测电极211、213,该多个感测电极以一第一方向(X轴方向)及一第二方向(Y轴方向)排列,该第一方向大致垂直于该第二方向。该触摸感测单元210可依据触摸的位置而区分为多个区域。该多个感测电极211、213可以执行自电容检测或互电容检测来获取电容值。
图3是显示本发明的电容式触摸板基线值调整方法的流程图。首先在一计算步骤(A)中,该基线值调整单元220以该触摸感测单元210,计算该触摸感测单元210的每一区域的感测电容的变化。
该计算步骤(A)更包含子步骤(A1)至(A3)。其中,在步骤(A1)中,该基线值调整单元220由触摸感测单元210的该多个感测电极211、213来获取原始感测数据。
在步骤(A2)中,该基线值调整单元220依据该原始感测数据来设定一先前感测图框的基线值B(n-1)。在步骤(A3)中,该基线值调整单元220由该多个感测电极211、213来获取该自电容检测的自电容变化值或该互电容检测的互电容变化值。
在一触摸判断步骤(B)中,依据每一区域的感测电容值的变化,来判断是否有一外部物体的触摸。该感测电容值可为自电容变化值或是互电容变化值。在一实施例中,当该自电容变化值高于一第一阈值Th1时,该基线值调整单元220则判定有外部物体的触摸,并执行一稳定判断步骤(C)。在其他实施例中,当该互电容变化值高于一第二阈值Th2时,该基线值调整单元220则判定有外部物体的触摸,并执行一稳定判断步骤(C)。在另外实施例中,当该自电容变化值高于一第一阈值Th1、且该互电容变化值高于一第二阈值Th2时,该基线值调整单元220则判定有外部物体的触摸,并执行一稳定判断步骤(C)。
当判定有一外部物体的触摸时,在该稳定判断步骤(C)中判断该触摸是否持续且稳定。当连续几个感测图框中,该自电容变化值高于一第一阈值Th1时,该基线值调整单元220判定该触摸是持续且稳定,并执行一第一更新步骤(D)。其中,该外部物体的触摸为一使用者手掌的触摸或使用者手指的触摸。在其他实施例中,当连续几个感测图框中,该互电容变化值高于该第二阈值Th2时,该基线值调整单元220判定该触摸是持续且稳定。在另外实施例中,当连续几个感测图框中,该自电容变化值高于一第一阈值Th1、且该互电容变化值高于一第二阈值Th2时,该基线值调整单元220判定该触摸是持续且稳定。
在该第一更新步骤(D)中,该基线值调整单元220更新该触摸感测单元210的部分区域的基线值。其中,在该第一更新步骤(D)中,该基线值调整单元220更新该外部物体的一触摸区域以外的该触摸感测单元的基线值。
图4是本发明触摸感测单元210的示意图。在图4中,该触摸感测单元210可以分为三个区域,包括一外部物体的触摸区域410、一为触摸延伸区域420、以及一非触摸区域430。该触摸延伸区域420可以介于该触摸区域410与该非触摸区域430之间。在该第一更新步骤(D)中,更新该外部物体的触摸区域以外的该触摸感测单元的基线值可以是指该基线值调整单元220暂停更新该外部物体的触摸区域410的基线值、以一第二更新速度更新该触摸延伸区域420的基线值、以及以一第一更新速度更新该非触摸区域430的基线值。在一实施例中,该第一更新速度可为每一个感测图框更新一次基线值B(n),该第二更新速度可为每二个感测图框更新一次基线值B(n)。此实施例说明并不用以限制本发明。
该基线值调整单元220依据电容感测值,即可决定该外部物体的触摸区域410的范围及位置。如图4所示,该基线值调整单元220依据互电容感测值或自电容感测值,即可决定该外部物体的触摸区域410的范围及位置。在一实施例中,当该触摸感测单元210上的触摸感测点的自电容变化值高于第一阈值Th1、或互电容变化值高于一第二阈值Th2时,则该触摸感测点属于该外部物体的触摸区域410。该基线值调整单元220依据前述原则,即可决定该外部物体的触摸区域410在该基线值调整单元220上的范围及位置。
图5和图6是本发明的一应用实施例的示意图。如图5所示,一使用者的左手放置于该触摸感测单元210上并进行键盘的输入,而其右手手指则于该触摸感测单元210上进行触摸,以执行鼠标的操作。如图6所示,用户的左手因键盘输入而左移时,图5及图6中左手位置会有一区域610。由于左手会往复移动,以进行输入。区域610如果依据外部物体的触摸区域410的更新方式,暂停更新该区域610的基线值,当左手往左稍微移动时,区域610并没有被左手所触摸,此种基线值的更新方式并不准确。区域610如果依据非触摸区域430的更新方式,以该第一更新速度更新该区域610的基线值,当左手往右稍微移动时,区域610则被左手所触摸,此时此种基线值的更新方式也不准确,而形成两难的问题。
因此,在本发明中,该基线值调整单元220依据该外部物体的触摸区域410的范围及位置,定义出该触摸延伸区域420的范围及位置。该基线值调整单元220并使用该第二更新速度更新该触摸延伸区域420的基线值,由此以解决前述两难的问题。在一实施例中,该基线值调整单元220依据该外部物体的触摸区域410的范围及位置执行膨胀(dilation)运算,由此可计算出该触摸延伸区域420的范围及位置。首先,该基线值调整单元220依据该外部物体的触摸区域410的范围及位置执行膨胀(dilation)运算,以产生一膨胀区域(dilation area)。该基线值调整单元220将该膨胀区域(dilation area)减去该触摸区域410,即可获得该触摸延伸区域420。该基线值调整单元220将该触摸感测单元210的整个触摸感测区域减去该膨胀区域(dilation area),即为非触摸区域430。
也即,在该触摸判断步骤(B)中,当该基线值调整单元220判定没有该外部物体的触摸时,则执行一悬浮判断步骤(E),以判断是否有该外部物体的悬浮近接(hover),也即判定该外部物体是否悬浮于该触摸感测单元210上方。
在该悬浮判断步骤(E)中,当该基线值调整单元220判定有外部物体悬浮于该触摸感测单元210上方时,执行一第二更新步骤(F),以该第二更新速度更新该触摸感测单元210的基线值。在该悬浮判断步骤(E)中,依据每一区域的感测电容值的变化,判断是否有该外部物体的悬浮近接,或悬浮于触摸感测单元210上方。当该自电容变化值高于第一阈值Th1、且该互电容变化值不高于第二阈值Th2时,该基线值调整单元220则判定有该外部物体悬浮于该触摸感测单元210上方,并执行该第二更新步骤(F)。
当该外部物体的悬浮近接、未触摸或小面积触摸到该触摸感测单元210时,该外部物体(例如手掌、手指)会吸收互电容感测技术中的传输电极(Tx electrode)所发出的电力线,而使得到达感测电极(Rx electrode)的电力线改变,因此会使互电容产生变化量。因此,当该自电容变化值高于第一阈值Th1、且该互电容变化值不高于第二阈值Th2时,该基线值调整单元220可以判定有该外部物体的悬浮近接。
在该第二更新步骤(F)中,对该触摸感测单元210的所有区域,以该第二更新速度更新该触摸感测单元210的所有区域的基线值。由于此时该外部物体悬浮近接且未触摸到该触摸该感测单元210,但对该触摸感测单元210会有影响,因此以第二更新速度更新该触摸感测单元210的所有区域的基线值。在其他实施例中,也可用该第二更新速度更新该触摸感测单元210的部分区域的基线值。
在该悬浮判断步骤(E)中,当判定没有该外部物体的悬浮近接时,该基线值调整单元220执行一正常速度基线值更新步骤(G)。在该正常速度基线值更新步骤(G)中,该基线值调整单元220以该第一更新速度更新该触摸感测单元210的基线值。
图7是本发明图5的触摸感测单元210的示意图。如图7所示,外部物体的触摸区域410可为手掌触摸区域410,1及手指触摸区域410,2。在手掌触摸区域410,1及手指触摸区域410,2的周围则为触摸延伸区域420。除此之外的触摸感测单元210则为非触摸区域430。如图7所示,在考虑基线值的更新速度时,非触摸区域430的基线值的更新速度大于触摸延伸区域420的基线值的更新速度,触摸延伸区域420的基线值的更新速度大于外部物体的触摸区域410的基线值的更新速度。
如图7所示,该基线值调整单元220可依据手掌触摸区域410,1及手指触摸区域410,2的大小,而决定何者为手掌触摸、何者为手指触摸。该基线值调整单元220并只回报手指触摸的位置,并防止手掌触摸位置的回报,由此产生正确触摸点位置。
图8是本发明工作原理的示意图。如图8所示,当电容量变化是因为环境变化所引起的,则使用第一更新速度,当电容量变化是因为外部物体悬浮近接所引起的,则使用第二更新速度,其中,第一更新速度大于第二更新速度。也就是说,第二更新速度是以较第一更新速度缓慢的速度进行更新基线值。
图9示出本发明的电容式触摸板基线值调整方法的另一流程图。其与图3流程图的差异在于:在图9中先执行悬浮判断步骤(E)后再执行触摸判断步骤(B)。在图9的悬浮判断步骤(E)中,该基线值调整单元220依据每一区域的感测电容值的变化,判断是否有该外部物体的悬浮近接。也即当该自电容变化值不高于第一阈值Th1时,该基线值调整单元220判定没有该外部物体的悬浮近接,则执行正常速度基线值更新步骤(G)。
在图9的触摸判断步骤(B)中,依据每一区域的感测电容的变化,判断是否有一外部物体的触摸。当该自电容变化值高于一第一阈值Th1、且该互电容变化值高于一第二阈值Th2时,该基线值调整单元220则判定有外部物体的触摸,则执行一稳定判断步骤(C)。该基线值调整单元220则判定没有外部物体的触摸,此时表示有该外部物体的悬浮近接,则执行该第二更新步骤(F)。
图10是本发明电容式触摸板基线值调整方法的一应用示意图。本发明电容式触摸板基线值调整方法应用在笔记本电脑上的全尺寸的触摸板1010。当使用者长时间将手掌放置上触摸板1010上,会因为机器本身的温度上升,使得电容式触摸板1010的基线值产生变化。当使用本发明的方法,可将触摸板1010分区块追踪,而不会产生错误的动作。
图11是本发明电容式触摸板基线值调整方法的另一应用示意图。本发明电容式触摸板基线值调整方法应用在平板电脑1100上的书写笔的应用。当使用者长时间将手掌放置上触控面板1110上,会因为机器本身的温度上升,使得手掌触摸区域410,1的基线值产生变化。当使用本发明的方法,可将电容式触控面板1110分区块追踪,而不会产生错误的动作。
由前述说明可知,本发明提供一种用电容式触摸板基线值调整方法,其可针对外部物体的悬浮近接时,感测电容的电容量变化与因为环境变化所引起的电容量变化有所不同,而改变基线值的更新速度。同时,本发明技术也针对外部物体在触摸感测单元210上轻微的往复移动,将触摸感测单元210分为外部物体的触摸区域410、触摸延伸区域420、及非触摸区域430。当有触摸时,暂停更新该外部物体的触摸区域410的基线值、以一较正常速度缓慢的第二速度更新该触摸延伸区域420的基线值、及以一正常速度的第一速度更新该非触摸区域430的基线值。由此,可更准确地更新触摸感测单元210上的基线值,而可提高触摸检测的准确度。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已,本发明所主张的权利范围应以权利要求所述为准,而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种电容式触摸板基线值调整方法,包括:
一计算步骤,以一触摸感测单元,来计算该触摸感测单元的每一区域的感测电容的变化;
一触摸判断步骤,依据每一区域的感测电容值的变化,来判断是否有一外部物体的触摸;
一稳定判断步骤,当判定有一外部物体的触摸时,判断该触摸是否持续且稳定;以及
一第一更新步骤,当判定该触摸持续且稳定时,以一第一更新速度更新该触摸感测单元的一非触摸区域的基线值,并暂停更新该触摸感测单元的一触摸区域,并以一小于该第一更新速度的第二更新速度,更新一介于该触摸区域及该非触摸区域之间的触摸延伸区域。
2.根据权利要求1所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,在该触摸判断步骤中,当判定没有该外部物体的触摸时,再执行一悬浮判断步骤,以判断该外部物体是否悬浮于该触摸感测单元上方。
3.根据权利要求2所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,在该悬浮判断步骤中,当判定该外部物体悬浮于该触摸感测单元上方时,执行一第二更新步骤,更新该触摸感测单元。
4.根据权利要求3所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,在该悬浮判断步骤中,当判定没有该外部物体悬浮于该触摸感测单元上方时,执行一正常速度基线值更新步骤,以该第一更新速度更新该触摸感测单元的基线值。
5.根据权利要求1所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,该触摸感测单元包含多个感测电极,该多个感测电极以一第一方向及一第二方向排列,该第一方向大致垂直于该第二方向,该多个感测电极执行自电容检测或互电容检测。
6.根据权利要求5所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,该计算步骤更包含下列子步骤:
由该多个感测电极获取原始感测数据;
依据该原始感测数据设定一先前感测图框的基线值;以及
由该多个感测电极来获取该自电容检测的自电容变化值或该互电容检测的互电容变化值。
7.根据权利要求6所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,该外部物体的触摸为一使用者手掌的触摸或一使用者手指的触摸。
8.根据权利要求7所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,该使用者手掌的触摸或该使用者手指的触摸依据电容变化值来区分。
9.根据权利要求3所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,在该第二更新步骤中,对该触摸感测单元的所有区域,以该第二更新速度更新该触摸感测单元的所有区域的基线值。
10.一种电容式触摸板基线值调整方法,该电容式触摸板包括一触摸感测单元,依据触摸的位置而划分为一触摸区域、一非触摸区域以及一介于两者间的一触摸延伸区域,其中,当一外部物体触摸该触摸感测单元时,该电容式触摸板基线值调整方法的步骤,包括:
以一第一更新速度,更新该非触摸区域的基线值;
以一较该第一更新速度缓慢的第二更新速度,更新该触摸延伸区域;以及
暂停更新该触摸区域的基线值。
11.根据权利要求10所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,依据该电容式触摸板的电容感测值,决定该外部物体的该触摸区域的范围及位置。
12.根据权利要求11所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中依据该触摸区域的范围及位置执行一膨胀运算,以获得该触摸延伸区域的范围及位置。
13.根据权利要求10所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,当该外部物体悬浮于该触摸感测单元上方时,该电容式触摸板基线值调整方法的步骤,包含执行一第二更新步骤,以第二更新速度更新该触摸感测单元的基线值。
14.根据权利要求11所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,当没有该外部物体悬浮于该触摸感测单元上方且该外部物体没有触摸该触摸感测单元时,该电容式触摸板基线值调整方法的步骤,包含执行一正常速度基线值更新步骤,以第一更新速度更新该触摸感测单元的基线值。
15.根据权利要求10所述的电容式触摸板基线值调整方法,其中,该触摸感测单元包含多个感测电极,该多个感测电极以一第一方向及一第二方向排列,该第一方向大致垂直于该第二方向,该多个感测电极执行自电容检测或互电容检测。
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