CN110045850A - 触控键盘系统与其触控处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是提供触控键盘系统，其包含触控输入设备与连接至该触控输入设备的触控处理装置。该触控输入设备包含平行的多条第一电极、多条第二电极、多条第三电极、以及介于该多条第二电极与该多条第三电极之间的弹性绝缘层。在每个按键区当中包含至少一条第一电极与第二电极的近接交叠区以及至少一条第二电极与第三电极的压触交叠区。当该触控处理装置判断有外部物件影响该按键区内的近接交叠区与压触交叠区的信号时，送出该按键区相应的按键符号至主机。

Description

触控键盘系统与其触控处理装置和方法
技术领域
本发明是关于触控技术，特别是关于一种触控输入设备与其触控处理装置及其方法。
背景技术
触控面板的厚度相当薄，通常被用来当成笔记本电脑系统当中，用于控制光标的输入设备。除了触控面板之外，笔记本电脑系统通常还包含键盘作为另一个输入设备。传统键盘的各个键是机械式的，利用手指按键时有压缩行程，可以让使用者感觉到该键已经被按压和回弹。然而，为了提供压缩行程，传统键盘的厚度比较厚。
也有利用较大型的触控面板来当成键盘使用。不过由于触控面板并没有压力感测功能，很容易接收到各手指的误触而让计算机系统接收到错误的指令。另外，由于触控面板没有传统键的回弹行程。用户必须密切观察按下按键之后计算机系统的反应是否正确，造成使用者的负担。因此，需要一种较薄的触控面板，可以在感测到适当的压力后，才输出按键的信号。所以可以避免各手指的轻触，就让计算机系统接收到错误的指令。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提出一种改进的触控键盘系统与其触控处理装置和方法，可以使触控面板在感测到适当的压力后，才输出按键的信号,从而避免各手指的轻触，而让计算机系统接收到错误的指令，因而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
根据本发明提出的一种触控键盘系统，包含：触控输入设备与连接到该触控输入设备的触控处理装置。该触控输入设备包含：多条平行的第一电极；多条平行的第二电极；多条平行的第三电极；介于该多条第二电极与该多条第三电极之间的弹性绝缘层，其中该触控输入设备包含按键区域，该按键区域内包含多个按键区，每条该第一电极与该多条第二电极在该按键区域内形成多个近接交叠区，每条该第二电极与该多条第三电极在该按键区域内形成多个压触交叠区，每个该按键区内包含至少一个该近接交叠区与一个该压触交叠区。该触控处理装置包含接口装置以连接至主机；驱动电路以分别连接至该多条第二电极；感测电路以分别连接至该多条第一电极与该多条第三电极；以及处理器，用于连接上述的接口装置、该驱动电路与该感测电路，以及执行程序模块，该程序模块用于执行下列步骤：令该驱动电路分别轮流驱动该多条第二电极；当每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的壹维度第一感测信息，与分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的壹维度第三感测信息；当全部的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成贰维度第三感测信息；根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置；当该压触位置与该近接位置的距离在范围之内者，根据该压触位置或该近接位置计算报点位置；判断该报点位置是否位于该多个按键区之一；以及当该报点位置位于某个该按键区时，令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。在实施例中，该触控键盘系统更包含该主机。
根据本发明提出的一种触控处理装置，以连接到触控输入设备与主机，其中该触控输入设备包含：多条平行的第一电极；多条平行的第二电极；多条平行的第三电极；介于该多条第二电极与该多条第三电极之间的弹性绝缘层，其中该触控输入设备包含按键区域，该按键区域内包含多个按键区，每条该第一电极与该多条第二电极在该按键区域内形成多个近接交叠区，每条该第二电极与该多条第三电极在该按键区域内形成多个压触交叠区，每个该按键区内包含至少一个该近接交叠区与一个该压触交叠区。该触控处理装置包含接口装置以连接至该主机；驱动电路以分别连接至该多条第二电极；感测电路以分别连接至该多条第一电极与该多条第三电极；以及处理器，用于连接上述的接口装置、该驱动电路与该感测电路，以及执行程序模块，该程序模块用于执行下列步骤：令该驱动电路分别轮流驱动该多条第二电极；于每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的壹维度第一感测信息，与分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的壹维度第三感测信息；于全部的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成贰维度第三感测信息；根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置；当该压触位置与该近接位置的距离在范围之内者，根据该压触位置或该近接位置计算报点位置；判断该报点位置是否位于该多个按键区之一；以及当该报点位置位于某个该按键区时，令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在触控处理装置中，为了让触控输入设备也提供触控功能，其中上述的触控输入设备更包含触控区域，每条该第一电极与该多条第二电极在该触控区域内形成多个近接交叠区，其中该程序模块更包含下列步骤：当该近接位置位于该触控区内时，令该接口装置发出该近接位置至该主机。
在触控处理装置中，为了提供不同大小的触控区域选项，其中上述的触控区域与该按键区域的关系选自下列其中之一：该触控区域包含该按键区域；以及该触控区域与该按键区域互不重叠。
在触控处理装置中，为了提供更精确的按键位置，其中上述的报点位置选自下列其中之一：该压触位置；该近接位置；该压触位置与该近接位置之间的中点位置；以及该压触位置与该近接位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该外部物件所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
在触控处理装置中，为了避免误触造成的按键误报事件，其中该程序模块更包含下列步骤：当该报点位置位于某个该按键区时，更判断当该外部物件所施加的压力值大于按键压力门坎值时，才令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
在触控处理装置中，为了避免误触造成的按键误报事件，其中上述的压力值的计算是根据下列其中之一：该压触位置附近的多个该第三感测信息当中，超过第三门坎值的第三感测信息的总和值；距离该压触位置最近的一个该第三感测信息；相关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第一感测信息当中，超过第一门坎值者所对应的该多个第三感测信息的总和值；以及关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第三感测信息的总和值。
在触控处理装置中，为了提供更良好的按键符号输出服务，需要更高取样频率，其中上述的计算报点位置的频率高于发出该按键符号至该主机的频率。
在触控处理装置中，为了提供较薄的触控输入设备，其中上述的该多条第一电极与该多条第二电极位于同一电极层，该多条第三电极较该多条第二电极更靠近该外部物件。
在触控处理装置中，为了提供较薄的触控输入设备，其中上述的该多条第一电极与该多条第三电极位于该多条第二电极的上下两侧，该多条第一电极较该多条第三电极更靠近该外部物件。
在触控处理装置中，为了屏蔽外界的电磁干扰，其中上述的程序模块更用于执行下列步骤：当产生该壹维度第三感测信息时，令所有的该第一电极接地或连接到直流电压。
在触控处理装置中，为了屏蔽外界的电磁干扰，其中上述的程序模块更用于执行下列步骤：当产生该壹维度第一感测信息时，令所有的该第三电极接地或连接到直流电压。
在触控处理装置，为了取得更滑顺的压触轨迹与近接轨迹，其中上述的程序模块更用于执行下列步骤：根据该外部物件的多个该压触位置与多个该近接位置，分别建立压触轨迹与近接轨迹；以及根据该压触轨迹对最后一个计算所得的该压触位置进行修正与根据该近接轨迹对最后一个计算所得的该近接位置进行修正。
在触控处理装置中，为了节省电力与感测时间以及增加感测频率，其中上述的程序模块更用于执行下列步骤：根据该压触轨迹进行预测以得到压触预测区；根据该近接轨迹进行预测以得到近接预测区；将该压触预测区与该近接预测区进行联集以得到需要进行感测的预测区；分别找出该预测区所对应的该第一电极、该第二电极与该第三电极的第一电极集合、第二电极集合与第三电极集合；令该驱动电路分别轮流驱动该第二电极集合内的多条第二电极；于每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该第一电极集合内的多条第一电极以取得由多个该第一感测信息所组成的该壹维度第一感测信息，与分别感测该第三电极集合内的多条第三电极以取得由多个该第三感测信息所组成的该壹维度第三感测信息；当全部该第二电极集合的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成该贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成该贰维度第三感测信息；以及根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的该近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的该压触位置。
在触控处理装置中，为了减少设计难度或是减少自身的电磁干扰，其中上述的驱动电路是依据以下顺序来分别驱动该多条第二电极：由下到上；由上到下；以及乱序。
在触控处理装置中，为了避免手掌误触所发送的错误按键符号，其中上述的程序模块更用于执行下列步骤：根据该贰维度第一感测信息，找出至少一个手掌接触区；以及当该报点位置位于该手掌接触区内时，令该接口装置不发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
在触控处理装置中，为了提供主动触控笔的输入功能，其中上述的程序模块更用于执行下列步骤：在主动笔侦测时段中，令该感测电路分别连接所有的该第一电极与该第二电极以侦测主动触控笔所主动发出的电信号，并且根据侦测结果来产生主动触控笔位置；根据该主动笔所对应的该主动触控笔位置或该压触位置，计算触控笔报点位置；以及令该接口装置发出该触控笔报点位置至该主机。
在触控处理装置中，为了更精确提供主动触控笔的压触位置，其中上述的触控笔报点位置选自下列其中之一：该压触位置；该主动触控笔位置；该压触位置与该主动触控笔位置之间的中点位置；以及该压触位置与该主动触控笔位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该主动触控笔所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
在触控处理装置中，为了提供主动触控笔对触控输入设备的压力值，其中上述的主动触控笔上装有压力侦测器可以侦测触控笔压力值，该电信号包含调变后的该触控笔压力值，其中该程序模块更用于执行下列步骤：解调变该电信号以得到该触控笔压力值；根据该触控笔压力值或该触控输入设备所感测的压力值计算修正压力值；以及令该接口装置发出该修正压力值至该主机。
在触控处理装置中，为了更精确提供主动触控笔对触控输入设备的压力值，其中上述的修正压力值是选自下列其中之一：该触控笔压力值；该压力值；该触控笔压力值与该压力值的平均值；以及该触控笔压力值与该压力值分别加权后的平均值，其中该加权的权重值是根据压力梯度来变化。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现的。根据本发明提出的一种触控处理方法，适用于触控处理装置，其中该触控处理装置连接到触控输入设备与主机，该触控输入设备包含：多条平行的第一电极；多条平行的第二电极；多条平行的第三电极；介于该多条第二电极与该多条第三电极之间的弹性绝缘层，其中该触控输入设备包含按键区域，该按键区域内包含多个按键区，每条该第一电极与该多条第二电极在该按键区域内形成多个近接交叠区，每条该第二电极与该多条第三电极在该按键区域内形成多个压触交叠区，每个该按键区内包含至少一个该近接交叠区与一个该压触交叠区。该触控处理方法包含：令该触控处理装置的驱动电路分别轮流驱动该多条第二电极；当每条该第二电极被驱动时，令该触控处理装置的感测电路分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的壹维度第一感测信息，与分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的壹维度第三感测信息；当全部该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成贰维度第三感测信息；根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置；当该压触位置与该近接位置的距离在范围之内者，根据该压触位置或该近接位置计算报点位置；判断该报点位置是否位于该多个按键区之一；以及当该报点位置位于某个该按键区时，令该触控处理装置的接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
在触控处理方法中，为了让触控输入设备也提供触控功能，其中上述的触控输入设备更包含触控区域，每条该第一电极与该多条第二电极在该触控区域内形成多个近接交叠区，其中该触控处理方法更包含：当该近接位置位于该触控区内时，令该接口装置发出该近接位置至该主机。
在触控处理方法中，为了提供不同大小的触控区域选项，其中上述的触控区域与该按键区域的关系选自下列其中之一：该触控区域包含该按键区域；以及该触控区域与该按键区域互不重叠。
在触控处理方法中，为了提供更精确的按键位置，其中上述的报点位置选自下列其中之一：该压触位置；该近接位置；该压触位置与该近接位置之间的中点位置；以及该压触位置与该近接位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该外部物件所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
在触控处理方法中，为了避免误触造成的按键误报事件，其中该触控处理方法更包含：当该报点位置位于某个该按键区时，更判断当该外部物件所施加的压力值大于按键压力门坎值时，才令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
在触控处理方法中，为了避免误触造成的按键误报事件，其中上述的压力值的计算是根据下列其中之一：该压触位置附近的多个该第三感测信息当中，超过第三门坎值的第三感测信息的总和值；距离该压触位置最近的一个该第三感测信息；相关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第一感测信息当中，超过第一门坎值者所对应的该多个第三感测信息的总和值；以及关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第三感测信息的总和值。
在触控处理方法中，为了提供更良好的按键符号输出服务，需要更高取样频率，其中上述的计算报点位置的频率高于发出该按键符号至该主机的频率。
在触控处理方法中，为了提供较薄的触控输入设备，其中上述的该多条第一电极与该多条第二电极位于同一电极层，该多条第三电极较该多条第二电极更靠近该外部物件。
在触控处理方法中，为了提供较薄的触控输入设备，其中上述的该多条第一电极与该多条第三电极位于该多条第二电极的上下两侧，该多条第一电极较该多条第三电极更靠近该外部物件。
在触控处理方法中，为了屏蔽外界的电磁干扰，其中上述的触控处理方法更包含：当产生该壹维度第三感测信息时，令所有的该第一电极接地或连接到直流电压。
在触控处理方法中，为了屏蔽外界的电磁干扰，其中上述的触控处理方法更包含：当产生该壹维度第一感测信息时，令所有的该第三电极接地或连接到直流电压。
在触控处理方法中，为了取得更滑顺的压触轨迹与近接轨迹，其中上述的触控处理方法更包含：根据该外部物件的多个该压触位置与多个该近接位置，分别建立压触轨迹与近接轨迹；以及根据该压触轨迹对最后一个计算所得的该压触位置进行修正与根据该近接轨迹对最后一个计算所得的该近接位置进行修正。
在触控处理方法中，为了节省电力与感测时间以及增加感测频率，其中上述的触控处理方法更包含：根据该压触轨迹进行预测以得到压触预测区；根据该近接轨迹进行预测以得到近接预测区；将该压触预测区与该近接预测区进行联集以得到需要进行感测的预测区；分别找出该预测区所对应的该第一电极、该第二电极与该第三电极的第一电极集合、第二电极集合与第三电极集合；令该驱动电路分别轮流驱动该第二电极集合内的多条第二电极；于每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该第一电极集合内的多条第一电极以取得由多个该第一感测信息所组成的该壹维度第一感测信息，与分别感测该第三电极集合内的多条第三电极以取得由多个该第三感测信息所组成的该壹维度第三感测信息；当全部该第二电极集合的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成该贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成该贰维度第三感测信息；以及根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的该近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的该压触位置。
在触控处理方法中，为了减少设计难度或是减少自身的电磁干扰，其中上述的驱动电路是依据以下顺序来分别驱动该多条第二电极：由下到上；由上到下；以及乱序。
在触控处理方法中，为了避免手掌误触所发送的错误按键符号，其中上述的触控处理方法更包含：根据该贰维度第一感测信息，找出至少一个手掌接触区；以及当该报点位置位于该手掌接触区内时，令该接口装置不发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
在触控处理方法中，为了提供主动触控笔的输入功能，其中上述的触控处理方法更包含：在主动笔侦测时段中，令该感测电路分别连接所有的该第一电极与该第二电极以侦测主动触控笔所主动发出的电信号，并且根据侦测结果来产生主动触控笔位置；根据该主动笔所对应的该主动触控笔位置或该压触位置，计算触控笔报点位置；以及令该接口装置发出该触控笔报点位置至该主机。
在触控处理方法中，为了更精确提供主动触控笔的压触位置，其中上述的触控笔报点位置选自下列其中之一：该压触位置；该主动触控笔位置；该压触位置与该主动触控笔位置之间的中点位置；以及该压触位置与该主动触控笔位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该主动触控笔所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
在触控处理方法中，为了提供主动触控笔对触控输入设备的压力值，其中上述的主动触控笔上装有压力侦测器可以侦测触控笔压力值，该电信号包含调变后的该触控笔压力值，其中该触控处理方法更包含：解调变该电信号以得到该触控笔压力值；根据该触控笔压力值或该触控输入设备所感测的压力值计算修正压力值；以及令该接口装置发出该修正压力值至该主机。
在触控处理方法中，为了更精确提供主动触控笔对触控输入设备的压力值，其中上述的修正压力值是选自下列其中之一：该触控笔压力值；该压力值；该触控笔压力值与该压力值的平均值；以及该触控笔压力值与该压力值分别加权后的平均值，其中该加权的权重值是根据压力梯度来变化。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
1.能够提供一种较薄的触控输入设备，触控面板在感测到适当的压力后，才输出相应的按键符号,从而可以避免各手指的轻触，而让主机接收到错误的按键符号。
2.带给使用者更好的使用体验。由于现有触控面板没有传统键的回弹行程，用户必须密切观察按下按键之后计算机系统的反应是否正确，造成使用者的负担。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的俯视图。
图2A为本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构的剖面图。
图2B为本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构的剖面图。
图3为本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中第四电极层的俯视图。
图4A为根据图2A所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压时的剖面图。
图4B为根据图2B所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压时的剖面图。
图4C为根据图2A所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压之后的剖面图。
图4D为根据图2B所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压之后的剖面图。
图4E为根据图2A所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指轻微接触时的剖面图。
图4F为根据图2B所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指轻微接触时的剖面图。
图5为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控键盘系统的方块示意图。
图6A、图6B为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控处理方法的流程示意图。
图7为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控处理方法的另一流程示意图。
【符号说明】
100触控输入设备 110、110A、110B按键区
120触控区 230绝缘上保护层
231第一绝缘层 232第二绝缘层
233绝缘下保护层 240第一电极层
250第二电极层 260第三电极层
270第四电极层 310、310A～C第一电极
320、320A～D第二电极 500触控键盘系统
511第一电极 512第二电极
513第三电极 520触控处理装置
521连接网络 523驱动电路
525感测电路 527接口装置
529处理器 530主动触控笔
540接口 550主机
600触控处理方法 609～680步骤
700触控处理方法 710～740步骤
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的触控键盘系统与其触控处理装置和方法，其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
请参考图1所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备100的俯视图。该触控输入设备100可以是薄型平板状物体，由上而下包含多层结构，可以适用于作为笔记本电脑的键盘，或是做成桌面计算机的键盘。在实施例当中，该触控输入设备100可以全部由透明物体构成。除了在某一层显示的各按键区的标示之外，使用者可以看穿该触控输入设备100。按键区标示未必一定需要在最上一层。在另一实施例当中，该触控输入设备100可以是半透明的。在透明或半透明的实施例中，该触控输入设备100可以包含一个以上的发光组件与/或其光导组件，能够提供均匀照明给用户看清各按键区的标示。在某一实施例当中，该触控输入设备100可以是不透明的，使用者只能看见最上一层的各按键区的标示。
在图1的触控输入设备100，包含多个按键区110的标示，其可以包含按键区110A与110B。每个按键区标示110可以如传统键盘一般，显示某按键代表的符号。除此之外，还可以包含一个触控区120。在一实施例中，当处于键盘模式时，该触控输入设备100会忽略除了各按键区标示110与该触控区120的外区域的触控事件。在另一实施例中，当处于触摸板模式时，该触控输入设备100的全部区域可以当成触控面板使用。
请参考图2A所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备100的多层结构的剖面图。该多层结构包含至少三个电极层：第一电极层240、第二电极层250与第三电极层260，其中该第一电极层240最靠近手指。在第一电极层240与第二电极层250之间夹有第一绝缘层231，第一电极层240与第二电极层250是完全贴合该第一绝缘层231。在手指正常施力使用的情况下，第一电极层240与第二电极层250之间的距离不会改变。第二电极层250与第三电极层260夹有第二绝缘层232，该第二绝缘层232可以使用较具弹性的材质。至少该第二绝缘层232受力时产生的形变要大于该第一绝缘层231。在手指正常施力使用的情况下，该第二绝缘层232会发生形变，使得第二电极层250与第三电极层260之间的距离变小。
在该第一电极层240之上，包含绝缘上保护层230，用于保护该第一电极层240免于被外部物件与手指头直接触碰。绝缘上保护层230也可以显示上述的多个按键区的标示110与/或触控区120。在该第三电极层260之下，也可以包含绝缘下保护层233，用于保护该第三电极层260免于被外部物件直接触碰。在绝缘下保护层233当中可以包含未连接到该第三电极层260的金属层，该金属层可为片状、栅状，或是网状，可以接地或是接到某直流电位形成屏蔽，以免外部的电磁信号从下方干扰该触控输入设备100，特别是干扰到该第三电极层260。
该第一电极层240包含平行于第一方向的多条第一电极或第一导电条，该第二电极层250包含平行于第二方向的多条第二电极或第二导电条。在实施例当中，该第一方向与该第二方向是互相垂直。该第三电极层260包含平行的多条第三电极或第三导电条。在实施例当中，该多条第三电极也是平行于第一方向。
请参考图2B所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备100的多层结构的剖面图。图2B的实施例并没有三个电极层，只包含第四电极层270与第三电极层260等两个电极层。由于图2B的实施例没有第一电极层240与第二电极层250，所以也没有第一绝缘层231。第四电极层270包含平行于第一方向的多条第一电极或第一导电条，以及平行于第二方向的多条第二电极或第二导电条。每一条第一电极与多条第二电极形成交叠区，可以使用跳线或架桥的方式，使得多条第一电极与多条第二电极处于同一第四电极层270。在手指正常施力使用的情况下，虽然第四电极层270会产生形变，但每条第一电极与多条第二电极的距离几乎不会改变。而该第二绝缘层232会发生形变，使得第四电极层270与第三电极层260之间的距离会改变，亦即第二电极与第三电极之间的距离会随之改变。
在实施例中，第一电极与第三电极的数量相同，位于该多层结构上下的对应位置，亦即某一条第二电极与上方第一电极的交叠区与下方第三电极的交叠区是位于该多层结构上下的对应位置。在实施例中，第一电极与第三电极的数量可以不同，不在该多层结构上下的对应位置，亦即某一条第二电极与上方第一电极的交叠区与下方第三电极的交叠区可以不在该多层结构上下的对应位置。
在实施例中，图1所示的每个按键区110当中，都要包含至少一个第一电极与第二电极的交叠区，以及至少一个第一电极与第三电极的交叠区。图1所示的每个触控区120当中，都要包含至少一个第一电极与第二电极的交叠区。
在图2A与2B的实施例当中，该多条第一电极、第二电极与第三电极分别连接到触控处理装置。这些电极可以集束在至少一个软板的表面，连接到电子系统内的触控处理装置。该触控处理装置可以透过专属或普通工业标准接口，连接到该电子系统的中央处理器。
请参考图3所示，其为本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的第四电极层270实施例的俯视图。该第四电极层270包含平行于第一方向的多条第一电极310以及平行于第二方向的多条第二电极320。图3示出了三条平行的第一电极310A～C与四条平行的第二电极320A～D。每条第二电极320与第一电极310的交叠处，是以跳线来连接第二电极320的各电极片。这些电极片可以是菱形、正方形或六角形。在图2A与2B的实施例当中，第一电极与第三电极的图样与设计可以相同，也可以不同。上述的图样与设计至少包含电极之间的间距、电极形状与电极材质等。
请参考图4A所示，其为根据图2A所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压时的剖面图。当手指410或外部导电物件压触该触控输入设备100时，由于第一电极层240与第二电极层250是完全贴合该第一绝缘层231，第一电极层240与第二电极层250之间的距离不会改变。但该第二绝缘层232会发生形变，使得第二电极层250与第三电极层260之间的距离改变。
请参考图4C所示，其为根据图2A所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压之后的剖面图。当手指410或外部导电物件压触并且离开该触控输入设备100之后，由于第一电极层240与第二电极层250是完全贴合该第一绝缘层231，第一电极层240与第二电极层250之间的距离不会改变。但该第二绝缘层232的形变尚未复原，使得第二电极层250与第三电极层260之间的距离仍然和图2A所示实施例的距离不同。
请参考图4E所示，其为根据图2A所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指轻微接触时的剖面图。当手指410或外部导电物件轻微接触该触控输入设备100时，由于第一电极层240与第二电极层250是完全贴合该第一绝缘层231，第一电极层240与第二电极层250之间的距离不会改变。而该第二绝缘层232尚未发生形变或形变甚少，使得第二电极层250与第三电极层260之间的距离并未改变或改变甚微。
请参考图4B所示，其为根据图2B所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压时的剖面图。当手指410或外部导电物件压触该触控输入设备100时，由于第一电极310与第二电极320位于同一第四电极层270，两者之间的距离不会改变或者改变甚微。但该第二绝缘层232会发生形变，使得第四电极层270与第三电极层260之间的距离改变。
请参考图4D所示，其为根据图2B所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指按压之后的剖面图。当手指410或外部导电物件压触并且离开该触控输入设备100之后，由于第一电极310与第二电极320位于同一第四电极层270，两者之间的距离不会改变或者改变甚微。但该第二绝缘层232的形变尚未复原，使得第四电极层270与第三电极层260之间的距离仍然和图2B所示实施例的距离不同。
请参考图4F所示，其为根据图2B所示的本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控输入设备的多层结构遭到手指轻微接触时的剖面图。当手指410或外部导电物件轻微接触该触控输入设备100时，由于第一电极310与第二电极320位于同一第四电极层270，两者之间的距离不会改变。而该第二绝缘层232尚未发生形变或形变甚少，使得第四电极层270与第三电极层260之间的距离并未改变或改变甚微。
根据本发明实施例的触控处理装置，可以包含驱动电路、感测电路与连接至该驱动电路与该感测电路的嵌入式处理器。该驱动电路可以透过可设定的连接网络分别连接到每条该第二电极，该感测电路可以透过可设定的该连接网络分别连接到每条该第一电极与该第三电极。该嵌入式处理器可以执行程序或程序模块来执行触控相关的指令，以及控制该连接网络。该嵌入式处理器可以是英特尔公司的i960处理器、8051处理器、ARM公司的Cortex M系列处理器、ARM7、ARM9处理器等。该驱动电路可以包含频率信号产生器、频率调整电路、电压-电压转换器、信号放大器等电路。该感测电路可以包含频率信号产生器、频率调整电路、积分电路、模拟数字转换器、可变电阻、信号放大器等电路。本领域普通技术人员可以理解到该驱动电路与该感测电路的通常做法，已经有数以十亿计的消费性电子产品上已经具有触控屏幕与触控面板，其触控处理装置都有上述的驱动电路与感测电路。
根据本发明实施例，该触控处理装置可以实施全装置感测方法，用于确定图2A与图2B所示的该触控输入设备上是否有任何近接物件。在该实施例中，触控处理装置可以令该驱动电路连接所有的第二电极发出驱动信号，并且令该感测电路连接所有的第一电极，用于感测每条第一电极所感应的驱动信号，以产生对应至每条第一电极的多个感测信号，或称为壹维度第一感测信息。该触控处理装置可以将该壹维度第一感测信息与没有任何外部物件靠近该触控输入设备时所得到的壹维度第一基准感测信息进行比较，若有任何相对于同一第一电极的感测值的差大于某一临界值时，可以判断有物件靠近或接触该触控输入设备。
在该实施例中，还可以令该感测电路连接所有的第三电极，用于感测每条第三电极所感应的驱动信号，以产生对应至每条第三电极的多个感测信号，或称为壹维度第三感测信息。该触控处理装置可以将该壹维度第三感测信息与没有任何外部物件靠近该触控输入设备时所得到的壹维度第三基准感测信息进行比较，若有任何相对于同一第三电极的感测值得差大于某一临界值时，可以判断有物件对该触控输入设备进行施压。
换言之，该触控处理装置可以只令该感测电路产生壹维度第一感测信息或壹维度第三感测信息，利用其分别与壹维度第一基准感测信息或壹维度第三基准感测信息进行比较，来判断是否有外部物件近接该触控输入设备。
该触控处理装置还可以同时令该感测电路产生壹维度第一感测信息以及壹维度第三感测信息，利用其分别与壹维度第一基准感测信息或壹维度第三基准感测信息进行比较。当壹维度第一基准感测信息与壹维度第一感测信息不一致，而壹维度第三基准感测信息与壹维度第三感测信息一致时，可以判断有外部物件近接该触控输入设备，但该外部物件并未压触该触控输入设备。
前述的全装置感测方法是利用驱动信号一次发送到全部第二电极的时间内，同时对全部的第一电极与第三电极进行感测，也可以利用驱动信号分两次发送到全部第二电极，分两次对全部的第一电极与全部的第三电极进行感测以分别得到壹维度第一感测信息以及壹维度第三感测信息。
由于全装置感测方法所需要的时间较短，所以可用于快速侦测是否有外部物件近接或压触该触控输入设备。当侦测到外部物件时，可以进一步进行其他精确的位置侦测。当侦测不到外部物件时，可以令该触控处理装置进入较为省电的模式，以较长的时间间隔进行下一次的感测活动。
根据本发明实施例，该触控处理装置可以实施互电容感测方法，用于确定图2A与图2B所示的该触控输入设备的近接物件的位置。该触控处理装置可以令该驱动电路轮流依序或不依序连接所有的第二电极以分别发出驱动信号。在每条第二电极发出驱动信号时，可以同时令该感测电路分别透过每条第一电极与每条第三电极感测该驱动信号，以分别产生壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息。当所有的第二电极均已经发出驱动信号之后，将所有的壹维度第一感测信息依照其所对应的第二电极，依序拼凑成贰维度第一感测信息。以及将所有的壹维度第三感测信息依照其所对应的第三电极，依序拼凑成贰维度第三感测信息。接着，根据该贰维度第一感测信息，计算出至少一个外部物件的近接位置，以及根据该贰维度第三感测信息，计算出该外部物件的压触位置。
在实施例中，该触控处理装置可以将对应至同一外部物件的压触位置与近接位置进行关联步骤，当压触位置与近接位置的距离在某个范围之内者，可以将这两者相关起来。
当压触位置有相对应的近接位置时，可以认为如图4A或4B所示，外部物件压触了该触控输入设备。在可选的步骤当中，触控处理装置可以进一步判断相对应的该压触位置与该近接位置的报点位置。该报点位置可以是该压触位置，也可以是该近接位置，还可以是两者之间的中点位置，或者是根据该外部物件的压力值决定加权值，用于根据该加权值来决定两者之间的加权位置来作为该报点位置。接着，该触控处理装置判断该报点位置是否落在按键区内，如果是的话，则把该按键区相关的按键符号输入至主机。若该报点位置不在某个按键区内时，则不将该按键区相关的按键符号输入至主机。除此之外，触控处理装置可以进一步判断其近接位置是否落在图1的触控区120内，如果是的话，可以将近接位置与其他信息输入至主机。例如，该近接轨迹的速度，或是将该近接位置的坐标转换为相对于该触控区120的相对位置坐标等。
由于报点速率可能高于键盘输入的速率，因此当报点位置处在相同的按键区时，则触控处理装置可以依照键盘输入的速率将该按键区相关的按键符号输入至主机。例如该触控处理装置对该触控输入设备的报点速率为每秒60次，而仿真为键盘的该触控处理装置对该主机的输入速率为每秒30次。换言之，当连续侦测到某个按键区内有两次报点位置时，该触控处理装置对该主机只输出一次按键符号。
当无法为压触位置找到相对应的近接位置时，可以认为如图4C或4D所示，外部物件在压触该触控输入设备之后离开了该触控输入设备的表面。该触控处理装置不需要将该压触位置所对应的按键符号输入至主机。
当无法为近接位置找到相对应的压触位置时，可以认为如图4E或4F所示，外部物件并未压触该触控输入设备，但近接其表面。触控处理装置可以进一步判断其近接位置是否落在图1的触控区120内，如果是的话，可以将近接位置与其他信息输入至主机。例如，该近接轨迹的速度，或是将该近接位置的坐标转换为相对于该触控区120的相对位置坐标等。
如果侦测得到该压触位置与/或该近接位置，可以根据该压触位置附近的第三感测信息，计算出压力值。在实施例中，可以将该压触位置附近的第三感测信息值当中，超过门坎值的所有感测值加总起来，当成该压力值。在另一实施例中，可以将最靠近该压触位置的第三感测信息值，当成该压力值。在某实施例中，可以将相对应于该压触位置的近接位置附近的第一感测信息值当中，超过门坎值者所对应的第三感测信息值加总起来，当成该压力值，亦即计算该外部物件接触面积的压力总值。在另一实施例当中，可以将相对应于该压触位置的近接位置附近的第三感测信息值，当成该压力值。在某些实施例中，可以将距离该压触位置某半径之内的第三感测信息值加总起来，当成该压力值。在另一些实施例中，可以将相对应于该压触位置的近接位置某半径之内的第三感测信息值加总起来，当成该压力值。在实施例中，当该压力值超过按键压力门坎值时，触控处理装置才将报点位置相对应的按键符号输入至主机。
在实施例中，该触控处理装置可以将对应至同一外部物件的压触位置与近接位置分别建立压触轨迹与近接轨迹，以便对该压触轨迹与近接轨迹进行预测与修正后报点的作业。
当进行轨迹预测之后，得到压触预测区与近接预测区，该触控处理装置可以进入较为省电的一种互电容感测方法。在实施例中，该触控处理装置可以将该压触预测区与该近接预测区进行联集，找出需要进行感测的预测区。接着，分别找出该预测区所对应的第一电极、第二电极与第三电极的集合。然而，分别轮流令该驱动电路对该第二电极集合的每条第二电极发出驱动信号。同时令该感测电极分别对该第一电极集合与该第三电极集合进行感测，以分别产生壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息。再根据这些壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息所分别对应的第一电极与第三电极的顺序，组成预测区的贰维度第一感测信息与贰维度第三感测信息。接着，根据该贰维度第一感测信息，计算出至少一个外部物件的近接位置，以及根据该贰维度第三感测信息，计算出该外部物件的压触位置。
在前述的互电容感测方法，每条第二电极只发出一次驱动信号，就能得到贰维度第一感测信息与贰维度第三感测信息。而在实施例中，该触控处理装置可以分时令每条第二电极发出两次驱动信号，以分别感测出贰维度第一感测信息与贰维度第三感测信息。本发明并不限定贰维度第一感测信息与贰维度第三感测信息的感测顺序。可以收集完全部的壹维度第一感测信息之后，再收集完全部的壹维度第三感测信息，接着再分别组成贰维度第一感测信息与贰维度第三感测信息。也可以先收集完全部的壹维度第三感测信息之后，再收集完全部的壹维度第一感测信息，接着再分别组成贰维度第三感测信息与贰维度第一感测信息。还可以先收集一条壹维度第一感测信息，再收集一条壹维度第三感测信息，依此顺序轮流收集完全部的壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息。在实施例中，未必使用同一条第二电极连续发出两次驱动信号来分别感测壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息，可以令不同的第二电极连续发出两次驱动信号来分别感测壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息。换言之，连续感测到的壹维度第一感测信息与壹维度第三感测信息并非对应到相同的第二电极。
举例来说，触控处理装置可以由上到下依序轮流令第二电极发出驱动信号，用于感测壹维度第一感测信息，以及由下到上依序轮流令第二电极发出驱动信号，用于感测壹维度第三感测信息。反过来，触控处理装置也可以由上到下依序轮流令第二电极发出驱动信号，用于感测壹维度第三感测信息，以及由下到上依序轮流令第二电极发出驱动信号，用于感测壹维度第一感测信息。除此之外，触控处理装置可以乱序轮流令第二电极发出驱动信号，用于感测壹维度第一感测信息，以及乱序轮流令第二电极发出驱动信号，用于感测壹维度第三感测信息。透过乱序发出驱动信号，可以减少对周遭电子装置产生固定周期的电磁干扰信号。
在实施例中，当触控处理装置令该驱动电路对某一条第二电极发出驱动信号，以及令该感测电路感测所有的第一电极以产生壹维度第一感测信息时，可以令所有的第三电极接地或连接到直流电压，以便屏蔽自该触控输入设备下方所输入的电磁干扰。此实施例可以使用在图2A与2B的触控输入设备100之上。
在另一实施例中，当触控处理装置令该驱动电路对某一条第二电极发出驱动信号，以及令该感测电路感测所有的第三电极以产生壹维度第三感测信息时，可以令所有的第一电极接地或连接到直流电压，以便屏蔽自该触控输入设备上方所输入的电磁干扰。此实施例可以使用在图2A的触控输入设备100之上。
在实施例中，该触控处理装置可以根据贰维度第一感测信息找出至少一个手掌接触区。当某按键区关联至该至少一个手掌接触区时，该触控处理装置不会送出该按键符号给主机。
在实施例中，该触控输入设备可以当成传统的触控面板使用。换言之，该触控处理装置可以不使用第三电极进行感测。因此，在这个操作模式当中，可以将所有的第三电极接地或接到直流电压以屏蔽自该触控输入设备下方所输入的电磁干扰。此实施例可以使用在图2A与2B的触控输入设备100之上。
在实施例中，第三电极层260或第三电极只延伸到所有的按键区当中，以便节省成本，因为非按键区不需要侦测压力。比方说，在图1的实施例里，第三电极层260或所有的第三电极自上方延伸到下方的按键区，亦即在虚线130以上的区域。在虚线130以下的区域没有第三电极层260或第三电极。因此，该触控输入设备100在虚线130以下的区域可以变回只有两个电极层的多层结构，或是只有单个电极层的多层结构，以容纳第一电极与第二电极。
在实施例中，该触控处理装置可以侦测主动触控笔的近接与压触。透过分时使用该触控输入设备的机制，该触控处理装置在主动笔侦测时段中，能够利用感测电路透过第一电极与第二电极来侦测主动发出电信号的触控笔位置。本发明并不限定该主动笔侦测时段与侦测近接物件及侦测压触物件时段的相对先后顺序，也不限定各时段的数量比例或时间比例。
在实施例当中的主动笔侦测时段，该触控处理装置只使用第一电极与第二电极来侦测主动发出电信号的触控笔位置。可以在这个操作模式当中，可以将所有的第三电极接地或接到直流电压以屏蔽自该触控输入设备下方所输入的电磁干扰。此实施例可以使用在图2A与2B的触控输入设备100之上。
在上述的实施例中，该触控处理装置可以在主动笔侦测时段中，侦测在触控输入设备上全部区域的主动触控笔位置；可以在近接物件侦测时段中，透过互电容感测方法来侦测不会主动发出电信号的手指与手掌；可以在压触物件侦测时段中，透过互电容感测方法来侦测按压触控输入设备的任何物件。这三个时段可以分别产生主动笔位置、近接位置与压触位置。
在实施例中，当只有主动笔按压，而没有手指近接该触控输入设备时，可以根据主动笔位置与其相对应的压触位置产生主动笔的报点位置。该主动笔的报点位置可以是该压触位置，也可以是该主动笔位置，还可以是两者之间的中点位置，或者是根据该主动笔所对应的压力值决定加权值，用于根据该加权值来决定两者之间的加权位置来作为该报点位置。
在实施例中，可以在同一时段内侦测主动笔与压触物件。在该时段之内，该触控处理装置分别轮流令该驱动电路透过所有的第三电极发出第三驱动信号，同时令该感测电路透过所有的第二电极侦测该第三驱动信号以产生壹维度第三感测信息，该壹维度第三感测信息对应到该第三驱动信号。当所有的第二电极发出过第三驱动信号之后，可以将所有的壹维度第三感测信息根据其所对应的第三电极组合成贰维度第三感测信息。据此，触控处理装置可以根据贰维度第三感测信息计算出压触位置。该主动触控笔在同一时段之内发出主动笔驱动信号，该主动笔驱动信号的频率与该第三驱动信号的频率互不为谐振频率。该触控处理装置可以令该感测电路透过所有的第一电极与所有的第二电极侦测该主动笔驱动信号，分别产生壹维度第一感测信息与壹维度第二感测信息。据此，触控处理装置可以根据壹维度第一感测信息与壹维度第二感测信息，可以计算出主动笔位置。
在实施例中，当主动触控笔上装有压力侦测器可以侦测到笔压力值，而触控输入设备可以在压触物件侦测时段得到输入设备压力值时，可以根据该笔压力值与该输入设备压力值计算出修正压力值。该修正压力值可以是两者的平均，或是两者加权的平均值。加权的权重值可以根据压力梯度来变化。举例而言，当在某个压力区间与/或某个压触位置区域，笔压力侦测器的量测准确度高于输入设备压力值的量测准确度时，可以将笔压力侦测器的权重拉高。反之，当在另一压力区间与/或某个压触位置区域，笔压力侦测器的量测准确度低于输入设备压力值的量测准确度时，可以将笔压力侦测器的权重拉低。据此，可以透过两个压力传感器的量测结果增加压力值的精确度。
请参考图5所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控键盘系统500的方块示意图。该触控键盘系统500可以是桌面计算机、笔记本电脑、平板计算机、智能型手机之类的计算器。该触控键盘系统500包含触控输入设备100、控制该触控输入设备100的触控处理装置520、可以透过该触控输入设备100进行输入的主动触控笔530、主机550、连接该主机550与该触控处理装置的接口540。
该触控输入设备100的结构如前所述，其包含多条平行的第一电极511、多条平行的第二电极512与多条平行的第三电极513。该触控处理装置520包含连接网络521、驱动电路523、感测电路525、接口装置527与处理器529。该连接网络521是受到处理器529控制，用于分别连接该驱动电路523与上述的多条平行的第二电极512，以及用于连接该感测电路525与上述的多条平行的第一电极511、多条平行的第二电极512与多条平行的第三电极513。该驱动电路523用于透过所连接的第二电极512发出驱动信号。该感测电路525用于透过所连接的各电极接收驱动信号或来自主动触控笔530的电信号。处理器529可以是嵌入式处理器，可以执行程序或程序模块来执行触控相关的指令，以及控制该连接网络521。处理器529可以是英特尔公司的i960处理器、8051处理器、ARM公司的Cortex M系列处理器、ARM7、ARM9处理器等。该驱动电路523可以包含频率信号产生器、频率调整电路、电压-电压转换器、信号放大器等电路。该感测电路525可以包含频率信号产生器、频率调整电路、积分电路、模拟数字转换器、可变电阻、信号放大器等电路。
该触控输入设备100与该触控处理装置520可以作为一个独立的装置，透过该接口装置527连接到该主机550。该触控输入设备100也可以与显示屏幕复合在一起，作为触控屏幕的一部份。该接口装置527透过接口540连接该触控处理装置520与该主机550。该接口540可以是工业标准接口，例如PS/2、RS-232、RS-422、IEEE 1394、USB、Wireless USB、Bluetooth等接口其中之一。该接口540也可以是特殊的专属接口，例如微软公司Surface系列计算机用于连接键盘的磁性连接接口。处理器529可以透过该接口装置527将讯息透过该接口540传送至该主机550，反之，也可以透过该接口装置527接收该主机550所传来的讯息。该主机550可以是任何形式的计算器系统，具有输入系统，该接口540是为该输入系统的一部分。
该处理器529是用于执行程序模块，用于执行触控处理方法。请参考图6A所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控处理方法600的流程示意图。该触控处理方法600适用于上述的触控处理装置520。当各个步骤之间没有因果关系时，本申请并不限制这些步骤之间执行的先后顺序，在各个步骤之间也可以插入其他步骤。
步骤610：令该驱动电路驱动该多条第二电极当中未被驱动过的一条该第二电极。亦即将驱动信号提供至该条第二电极，可以驱动一次或两次。当驱动两次时，可以分别产生多个第一感测信息与该多个第三感测信息。还可以令上述的驱动电路是依据以下顺序来分别驱动该多条第二电极：由下到上；由上到下；以及乱序。
步骤612：于每一条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的壹维度第一感测信息，与分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的壹维度第三感测信息。该多个第一感测信息与该多个第三感测信息是为该驱动信号的感应信号。在实施例中，当产生该壹维度第三感测信息时，可以令所有的该第一电极接地或连接到直流电压。在另一实施例中，当产生该壹维度第一感测信息时，可以令所有的该第三电极接地或连接到直流电压。
步骤614：判断所有条该第二电极已经被驱动过？若否，则回到流程的开始处。当全部的该第二电极都已经被驱动过，流程进到步骤620。
步骤620：于全部的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成贰维度第三感测信息。
步骤630：根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置。
步骤640：判断该压触位置与该近接位置的距离在范围之内者，根据该压触位置或该近接位置计算报点位置。其中上述的报点位置选自下列其中之一：该压触位置；该近接位置；该压触位置与该近接位置之间的中点位置；以及该压触位置与该近接位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该外部物件所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。当无法得知该压触位置或该近接位置，或是两者的距离超过范围之外时，回到流程的开始处。接着，进行流程650。
步骤650：判断该报点位置是否位于该多个按键区之一。当该报点位置位于某个该按键区时，接着进行可选的步骤660，或是直接执行步骤670或680。否则，回到流程的开始处。
可选的步骤660：计算压力值。上述的压力值的计算可以根据下列其中之一：该压触位置附近的多个该第三感测信息当中，超过第三门坎值的第三感测信息的总和值；距离该压触位置最近的一个该第三感测信息；相关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第一感测信息当中，超过第一门坎值者所对应的该多个第三感测信息的总和值；以及关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第三感测信息的总和值。
可选的步骤662：判断该外部物件所施加的该压力值是否大于按键压力门坎值。当该压力值是否大于该按键压力门坎值时，流程可以进到步骤670或680。否则，回到流程的开始处。
可选的步骤670：根据该贰维度第一感测信息，找出至少一个手掌接触区。
可选的步骤672：判断该报点位置是否在该手掌接触区外。当该报点位置位于该手掌接触区外时，流程进到步骤680。否则，回到流程的开始处。
步骤680：令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。接着回到流程的开始处。
请参考图6B所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的的触控处理方法600的流程示意图。如果未做其他说明，图6B所执行的步骤与图6A琐示的步骤类同。图6B的流程在于节省电力与感测时间以及增加感测频率，根据轨迹数据，不需要驱动所有条第二电极。
步骤609：根据由多个压触位置组成的压触轨迹进行预测以得到压触预测区；根据由多个近接位置组成的近接轨迹进行预测以得到近接预测区；将该压触预测区与该近接预测区进行联集以得到需要进行感测的预测区；分别找出该预测区所对应的该第一电极、该第二电极与该第三电极的第一电极集合、第二电极集合与第三电极集合。
步骤611：令该驱动电路驱动该第二电极集合当中未被驱动过的一条该第二电极。亦即将驱动信号提供至该条第二电极，可以驱动一次或两次。当驱动两次时，可以分别产生多个第一感测信息与该多个第三感测信息。还可以令上述的驱动电路是依据以下顺序来分别驱动该第二电极集合：由下到上；由上到下；以及乱序。
步骤613：于每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该第一电极集合内的多条第一电极以取得由多个该第一感测信息所组成的该壹维度第一感测信息，与分别感测该第三电极集合内的多条第三电极以取得由多个该第三感测信息所组成的该壹维度第三感测信息。
步骤615：判断全部的该第二电极集合已经被驱动过？若否，则回到流程的开始处。当全部的该第二电极都已经被驱动过，流程进到步骤620。
步骤631：根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置；根据该外部物件的多个该压触位置与多个该近接位置，分别建立压触轨迹与近接轨迹；以及根据该压触轨迹对最后一个计算所得的该压触位置进行修正与根据该近接轨迹对最后一个计算所得的该近接位置进行修正。
请参考图7所示，其为根据本发明触控键盘系统与其触控处理装置和方法中的触控处理方法700的流程示意图。该触控处理方法700适用于上述的触控处理装置520。当各个步骤之间没有因果关系时，本申请并不限制这些步骤之间执行的先后顺序，在各个步骤之间也可以插入其他步骤。该触控处理方法700是建立在触控处理方法600的基础上，所以各步骤都是可选的。在执行触控处理方法600之前，可以先快速地侦测是否有任何外部物件压触或近接触控输入设备。如果有侦测到外部物件的话，再执行触控处理方法600。而在执行触控处理方法600之前、之后或之间，可以执行主动触控笔的侦测，并且回报主动触控笔位置与/或其压力值。
步骤710：令该驱动电路同时驱动所有的该第二电极。
步骤712：于执行步骤710的同时，令该感测电路同时分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的全输入设备第一感测信息，与/或分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的全输入设备第三感测信息。
步骤714：根据该全输入设备第一感测信息，判断是否有外部物件近接，与/或根据该全输入设备第三感测信息，判断是否有外部物件压触。当有外部物件近接与/或压触时，流程进到触控处理方法600。当用户使用主动触控笔来按压按键时，可以无需判断是否有外部物件近接。当使用者使用主动触控笔来输入时，则可能需要判断是否有外部物件压触与近接。
步骤720：在主动笔侦测时段中，令该感测电路分别连接所有的该第一电极与该第二电极以侦测主动触控笔所主动发出的电信号，并且根据侦测结果来产生主动触控笔位置。
步骤722：判断是否有任何主动触控笔位置。当没有任何主动触控笔位置时，流程回到开始处。当有任何主动触控笔位置时，流程可以进到步骤730或740。
步骤730：根据该主动笔所对应的该主动触控笔位置或该压触位置，计算触控笔报点位置；以及令该接口装置发出该触控笔报点位置至该主机。，其中上述的触控笔报点位置选自下列其中之一：该压触位置；该主动触控笔位置；该压触位置与该主动触控笔位置之间的中点位置；以及该压触位置与该主动触控笔位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该主动触控笔所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
步骤740：，当上述的主动触控笔上装有压力侦测器可以侦测触控笔压力值，该电信号包含调变后的该触控笔压力值。该步骤可以包含：解调变该电信号以得到该触控笔压力值；根据该触控笔压力值或该压力值计算修正压力值；以及令该接口装置发出该修正压力值至该主机。其中上述的修正压力值是选自下列其中之一：该触控笔压力值；该压力值；该触控笔压力值与该压力值的平均值；以及该触控笔压力值与该压力值分别加权后的平均值，其中该加权的权重值是根据压力梯度来变化。
综上所述，本发明的触控键盘系统与其触控处理装置和方法可以在感测到适当的压力后，才输出按键的信号。可以避免各手指的轻触，而让计算机系统接收到错误的指令。在本发明的技术领域内，只要具备最基本的知识，可以对本发明的其他可操作的实施例进行改进。在本发明中对实质性技术方案提出了专利保护请求，其保护范围应包括具有上述技术特点的一切变化方式。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (40)

1.一种触控处理装置，以连接到触控输入设备与主机，其特征在于，该触控输入设备包含：多条平行的第一电极；多条平行的第二电极；多条平行的第三电极；介于该多条第二电极与该多条第三电极之间的弹性绝缘层，其中该触控输入设备包含按键区域，该按键区域内包含多个按键区，每条该第一电极与该多条第二电极在该按键区域内形成多个近接交叠区，每条该第二电极与该多条第三电极在该按键区域内形成多个压触交叠区，每个该按键区内包含至少一个该近接交叠区与一个该压触交叠区，其中该触控处理装置包含：
接口装置以连接至该主机；
驱动电路以分别连接至该多条第二电极；
感测电路以分别连接至该多条第一电极与该多条第三电极；以及
处理器，用于连接上述的接口装置、该驱动电路与该感测电路，以及执行程序模块，该程序模块用于执行下列步骤：
令该驱动电路分别轮流驱动该多条第二电极；
当每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的壹维度第一感测信息，与分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的壹维度第三感测信息；
当全部的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成贰维度第三感测信息；
根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置；
当该压触位置与该近接位置的距离在范围之内者，根据该压触位置或该近接位置计算报点位置；
判断该报点位置是否位于该多个按键区之一；以及
当该报点位置位于某个该按键区时，令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
2.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的触控输入设备更包含触控区域，每条该第一电极与该多条第二电极在该触控区域内形成多个近接交叠区，其中该程序模块更包含下列步骤：当该近接位置位于该触控区内时，令该接口装置发出该近接位置至该主机。
3.如权利要求2所述的触控处理装置，其特征在于，上述的触控区域与该按键区域的关系选自下列其中之一：该触控区域包含该按键区域；以及该触控区域与该按键区域互不重叠。
4.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的报点位置选自下列其中之一：
该压触位置；
该近接位置；
该压触位置与该近接位置之间的中点位置；以及
该压触位置与该近接位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该外部物件所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
5.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，该程序模块更包含下列步骤：
当该报点位置位于某个该按键区时，更判断当该外部物件所施加的压力值大于按键压力门坎值时，才令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
6.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的计算报点位置的频率高于发出该按键符号至该主机的频率。
7.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的该多条第一电极与该多条第二电极位于同一电极层，该多条第三电极较该多条第二电极更靠近该外部物件。
8.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的该多条第一电极与该多条第三电极位于该多条第二电极的上下两侧，该多条第一电极较该多条第三电极更靠近该外部物件。
9.如权利要求8所述的触控处理装置，其特征在于，上述的程序模块更用于执行下列步骤：当产生该壹维度第三感测信息时，令所有的该第一电极接地或连接到直流电压。
10.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的程序模块更用于执行下列步骤：当产生该壹维度第一感测信息时，令所有的该第三电极接地或连接到直流电压。
11.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的程序模块更用于执行下列步骤：根据该外部物件的多个该压触位置与多个该近接位置，分别建立压触轨迹与近接轨迹；以及根据该压触轨迹对最后一个计算所得的该压触位置进行修正与根据该近接轨迹对最后一个计算所得的该近接位置进行修正。
12.如权利要求11所述的触控处理装置，其特征在于，上述的程序模块更用于执行下列步骤：
根据该压触轨迹进行预测以得到压触预测区；
根据该近接轨迹进行预测以得到近接预测区；
将该压触预测区与该近接预测区进行联集以得到需要进行感测的预测区；
分别找出该预测区所对应的该第一电极、该第二电极与该第三电极的第一电极集合、第二电极集合与第三电极集合；
令该驱动电路分别轮流驱动该第二电极集合内的多条第二电极；
当每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该第一电极集合内的多条第一电极以取得由多个该第一感测信息所组成的该壹维度第一感测信息，与分别感测该第三电极集合内的多条第三电极以取得由多个该第三感测信息所组成的该壹维度第三感测信息；
当全部该第二电极集合的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成该贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成该贰维度第三感测信息；以及
根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的该近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的该压触位置。
13.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的驱动电路是依据以下顺序来分别驱动该多条第二电极：
由下到上；
由上到下；以及
乱序。
14.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的程序模块更用于执行下列步骤：
根据该贰维度第一感测信息，找出至少一个手掌接触区；以及
当该报点位置位于该手掌接触区内时，令该接口装置不发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
15.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的程序模块更用于执行下列步骤：
在主动笔侦测时段中，令该感测电路分别连接所有的该第一电极与该第二电极以侦测主动触控笔所主动发出的电信号，并且根据侦测结果来产生主动触控笔位置；
根据该主动笔所对应的该主动触控笔位置或该压触位置，计算触控笔报点位置；以及
令该接口装置发出该触控笔报点位置至该主机。
16.如权利要求15所述的触控处理装置，其特征在于，上述的触控笔报点位置选自下列其中之一：
该压触位置；
该主动触控笔位置；
该压触位置与该主动触控笔位置之间的中点位置；以及
该压触位置与该主动触控笔位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该主动触控笔所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
17.如权利要求4、5或16其中任意一项所述的触控处理装置，其特征在于，上述的压力值的计算是根据下列其中之一：
该压触位置附近的多个该第三感测信息当中，超过第三门坎值的第三感测信息的总和值；
距离该压触位置最近的一个该第三感测信息；
相关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第一感测信息当中，超过第一门坎值者所对应的该多个第三感测信息的总和值；以及
关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第三感测信息的总和值。
18.如权利要求1所述的触控处理装置，其特征在于，上述的主动触控笔上装有压力侦测器可以侦测触控笔压力值，该电信号包含调变后的该触控笔压力值，其中该程序模块更用于执行下列步骤：
解调变该电信号以得到该触控笔压力值；
根据该触控笔压力值或该触控输入设备所感测的压力值计算修正压力值；以及
令该接口装置发出该修正压力值至该主机。
19.如权利要求18所述的触控处理装置，其特征在于，上述的修正压力值是选自下列其中之一：
该触控笔压力值；
该压力值；该触控笔压力值与该压力值的平均值；以及
该触控笔压力值与该压力值分别加权后的平均值，其中该加权的权重值是根据压力梯度来变化。
20.一种触控键盘系统，其特征在于，包含如权利要求1-16、18-19其中任意一项的该触控输入设备与该触控处理装置。
21.一种触控键盘系统，其特征在于，包含如权利要求1-16、18-19其中任意一项的该触控输入设备、该触控处理装置与该主机。
22.一种触控处理方法，适用于触控处理装置，其特征在于，该触控处理装置连接到触控输入设备与主机，该触控输入设备包含：多条平行的第一电极；多条平行的第二电极；多条平行的第三电极；介于该多条第二电极与该多条第三电极之间的弹性绝缘层，其中该触控输入设备包含按键区域，该按键区域内包含多个按键区，每条该第一电极与该多条第二电极在该按键区域内形成多个近接交叠区，每条该第二电极与该多条第三电极在该按键区域内形成多个压触交叠区，每个该按键区内包含至少一个该近接交叠区与一个该压触交叠区，该触控处理方法包含：
令该触控处理装置的驱动电路分别轮流驱动该多条第二电极；
当每条该第二电极被驱动时，令该触控处理装置的感测电路分别感测该多条第一电极以取得由多个第一感测信息所组成的壹维度第一感测信息，与分别感测该多条第三电极以取得由多个第三感测信息所组成的壹维度第三感测信息；
当全部该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成贰维度第三感测信息；根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的压触位置；
当该压触位置与该近接位置的距离在范围之内者，根据该压触位置或该近接位置计算报点位置；
判断该报点位置是否位于该多个按键区之一；以及
当该报点位置位于某个该按键区时，令该触控处理装置的接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
23.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的触控输入设备更包含触控区域，每条该第一电极与该多条第二电极在该触控区域内形成多个近接交叠区，其中该触控处理方法更包含：当该近接位置位于该触控区内时，令该接口装置发出该近接位置至该主机。
24.如权利要求23所述的触控处理方法，其特征在于，上述的触控区域与该按键区域的关系选自下列其中之一：该触控区域包含该按键区域；以及该触控区域与该按键区域互不重叠。
25.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的报点位置选自下列其中之一：
该压触位置；
该近接位置；
该压触位置与该近接位置之间的中点位置；以及
该压触位置与该近接位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该外部物件所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
26.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：当该报点位置位于某个该按键区时，更判断当该外部物件所施加的压力值大于按键压力门坎值时，才令该接口装置发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
27.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的计算报点位置的频率高于发出该按键符号至该主机的频率。
28.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的该多条第一电极与该多条第二电极位于同一电极层，该多条第三电极较该多条第二电极更靠近该外部物件。
29.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的该多条第一电极与该多条第三电极位于该多条第二电极的上下两侧，该多条第一电极较该多条第三电极更靠近该外部物件。
30.如权利要求29所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：当产生该壹维度第三感测信息时，令所有的该第一电极接地或连接到直流电压。
31.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：当产生该壹维度第一感测信息时，令所有的该第三电极接地或连接到直流电压。
32.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：
根据该外部物件的多个该压触位置与多个该近接位置，分别建立压触轨迹与近接轨迹；以及
根据该压触轨迹对最后一个计算所得的该压触位置进行修正与根据该近接轨迹对最后一个计算所得的该近接位置进行修正。
33.如权利要求32所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：
根据该压触轨迹进行预测以得到压触预测区；
根据该近接轨迹进行预测以得到近接预测区；
将该压触预测区与该近接预测区进行联集以得到需要进行感测的预测区；
分别找出该预测区所对应的该第一电极、该第二电极与该第三电极的第一电极集合、第二电极集合与第三电极集合；
令该驱动电路分别轮流驱动该第二电极集合内的多条第二电极；
当每条该第二电极被驱动时，令该感测电路分别感测该第一电极集合内的多条第一电极以取得由多个该第一感测信息所组成的该壹维度第一感测信息，与分别感测该第三电极集合内的多条第三电极以取得由多个该第三感测信息所组成的该壹维度第三感测信息；
当全部该第二电极集合的该第二电极驱动完毕之后，依据所对应的该第二电极，将每个该壹维度第一感测信息拼凑成该贰维度第一感测信息，与将每个该壹维度第三感测信息拼凑成该贰维度第三感测信息；以及
根据该贰维度第一感测信息计算出外部物件的该近接位置，与根据该贰维度第三感测信息计算出该外部物件的该压触位置。
34.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的驱动电路是依据以下顺序来分别驱动该多条第二电极：由下到上；由上到下；以及乱序。
35.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：
根据该贰维度第一感测信息，找出至少一个手掌接触区；以及
当该报点位置位于该手掌接触区内时，令该接口装置不发出相应于该按键区的按键符号至该主机。
36.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，更包含：
在主动笔侦测时段中，令该感测电路分别连接所有的该第一电极与该第二电极以侦测主动触控笔所主动发出的电信号，并且根据侦测结果来产生主动触控笔位置；
根据该主动笔所对应的该主动触控笔位置或该压触位置，计算触控笔报点位置；以及
令该接口装置发出该触控笔报点位置至该主机。
37.如权利要求36所述的触控处理方法，其特征在于，上述的触控笔报点位置选自下列其中之一：
该压触位置；
该主动触控笔位置；
该压触位置与该主动触控笔位置之间的中点位置；以及
该压触位置与该主动触控笔位置之间的加权位置，其中该加权位置是根据该主动触控笔所施加的压力值来决定其距离该压触位置的远近。
38.如权利要求22所述的触控处理方法，其特征在于，上述的主动触控笔上装有压力侦测器可以侦测触控笔压力值，该电信号包含调变后的该触控笔压力值，其中该触控处理方法更包含：
解调变该电信号以得到该触控笔压力值；
根据该触控笔压力值或该触控输入设备所感测的压力值计算修正压力值；以及
令该接口装置发出该修正压力值至该主机。
39.如权利要求38所述的触控处理方法，其特征在于，上述的修正压力值是选自下列其中之一：
该触控笔压力值；
该压力值；
该触控笔压力值与该压力值的平均值；以及
该触控笔压力值与该压力值分别加权后的平均值，其中该加权的权重值是根据压力梯度来变化。
40.如权利要求25、26或38其中任意一项的触控处理方法，其特征在于，上述的压力值的计算是根据下列其中之一：
该压触位置附近的多个该第三感测信息当中，超过第三门坎值的第三感测信息的总和值；
距离该压触位置最近的一个该第三感测信息；
相关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第一感测信息当中，超过第一门坎值者所对应的该多个第三感测信息的总和值；以及
关联该压触位置的该近接位置附近的多个该第三感测信息的总和值。
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