CN110174972B - 触控系统、操作方法以及非暂态电脑可读取记录媒体 - Google Patents

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Abstract

触控系统包含处理器及触控阵列。触控阵列包含复数触控单元。各该些触控单元包含驱动电极、第一感应电极及第二感应电极。第一感应电极与驱动电极形成第一电容。第一电容具有第一初始电容值。第二感应电极与驱动电极形成第二电容。第二电容具有第二初始电容值。处理器用以：依据第一初始电容值及第二初始电容值判断触控阵列是否操作于水下模式；当触控阵列操作于水下模式时，依据第一电容的跨压及第一门槛值判断是否发生导体触控事件；及当触控阵列操作于水下模式时，依据第二电容的跨压及第二门槛值判断是否发生非导体触控事件。如此，可实现水下触控功能。

Description

触控系统、操作方法以及非暂态电脑可读取记录媒体
技术领域
本揭示中所述实施例内容是有关于一种触控技术，特别关于一种可实现水下触控功能的触控系统、操作方法以及非暂态电脑可读取记录媒体。
背景技术
随着触控技术的发展，越来越多的电子装置搭载有触控功能。然而，现有触控技术多是针对空气中的触控事件。如何扩展触控功能的应用环境，实为重要的议题之一。
发明内容
本揭示之一些实施方式是关于一种触控系统。触控系统包含一处理器以及一触控阵列。触控阵列耦接处理器。触控阵列包含复数触控单元。各该些触控单元包含一驱动电极、一第一感应电极以及一第二感应电极。第一感应电极与驱动电极形成一第一电容。第一电容具有一第一初始电容值。第二感应电极与驱动电极形成一第二电容。第二电容具有一第二初始电容值。处理器用以：依据第一初始电容值以及第二初始电容值判断触控阵列是否操作于一水下模式；当触控阵列操作于水下模式时，依据第一电容的跨压以及一第一门槛值判断是否发生一导体触控事件；以及当触控阵列操作于水下模式时，依据第二电容的跨压以及一第二门槛值判断是否发生一非导体触控事件。
在一些实施例中，处理器更用以：当触控阵列操作于水下模式时，调高提供给触控阵列的一驱动讯号的驱动电压或延长第一电容以及第二电容的充电时间。
在一些实施例中，第一感应电极与驱动电极之间的一第一距离小于第二感应电极与驱动电极之间的一第二距离。
在一些实施例中，当第一电容的跨压大于第一门槛值时，处理器判断导体触控事件发生。
在一些实施例中，当第一电容的跨压大于第一门槛值的持续时间超过一临限时间时，处理器判断导体触控事件发生。
在一些实施例中，当第二电容的跨压小于第二门槛值时，处理器判断非导体触控事件发生。
在一些实施例中，当第二电容的跨压小于第二门槛值的持续时间超过一临限时间时，处理器判断非导体触控事件发生。
在一些实施例中，第二门槛值小于第一门槛值。
本揭示之一些实施方式是关于一种触控系统的操作方法。触控系统包含一触控阵列。触控阵列包含复数触控单元。各该些触控单元包含一驱动电极、一第一感应电极以及一第二感应电极。第一感应电极与驱动电极形成一第一电容。第一电容具有一第一初始电容值。第二感应电极与驱动电极形成一第二电容。第二电容具有一第二初始电容值。操作方法包含：藉由一处理器依据第一初始电容值以及第二初始电容值判断触控阵列是否操作于一水下模式；当触控阵列操作于水下模式时，藉由处理器依据第一电容的跨压以及一第一门槛值判断是否发生一导体触控事件；以及当触控阵列操作于水下模式时，藉由处理器依据第二电容的跨压以及一第二门槛值判断是否发生一非导体触控事件。
在一些实施例中，操作方法更包含：当触控阵列操作于水下模式时，藉由处理器调高提供给触控阵列的一驱动讯号的驱动电压或延长第一电容以及第二电容的充电时间。
在一些实施例中，第一感应电极与驱动电极之间的一第一距离小于第二感应电极与驱动电极之间的一第二距离。
在一些实施例中，当第一电容的跨压大于第一门槛值时，处理器判断导体触控事件发生。
在一些实施例中，当第一电容的跨压大于第一门槛值的持续时间超过一临限时间时，处理器判断导体触控事件发生。
在一些实施例中，当第二电容的跨压小于第二门槛值时，处理器判断非导体触控事件发生。
在一些实施例中，当第二电容的跨压小于第二门槛值的持续时间超过一临限时间时，处理器判断非导体触控事件发生。
在一些实施例中，第二门槛值小于第一门槛值。
本揭示之一些实施方式是关于一种非暂态电脑可读取记录媒体。非暂态电脑可读取记录媒体用以储存包含复数指令的一或多个电脑程序。一触控系统的一处理器用以执行该些指令。触控系统包含一触控阵列。触控阵列包含复数触控单元。各该些触控单元包含一驱动电极、一第一感应电极以及一第二感应电极。第一感应电极与驱动电极形成一第一电容。第一电容具有一第一初始电容值。第二感应电极与驱动电极形成一第二电容。第二电容具有一第二初始电容值。当处理器执行该些指令时，处理器执行以下步骤：依据第一初始电容值以及第二初始电容值判断触控阵列是否操作于一水下模式；当触控阵列操作于水下模式时，依据第一电容的跨压以及一第一门槛值判断是否发生一导体触控事件；以及当触控阵列操作于水下模式时，依据第二电容的跨压以及一第二门槛值判断是否发生一非导体触控事件。
综上所述，藉由本揭示中的触控系统以及触控系统的操作方法，可实现水下触控功能。
附图说明
为让本揭示之上述和其它目的、特征、优点与实施例能够更明显易懂，所附图式之说明如下：
图1是依照本揭示一些实施例所绘示一触控系统的示意图；
图2是依照本揭示一些实施例所绘示图1的触控阵列的示意图；
图3是图2的触控阵列上FF剖面线的剖面图；
图4是图3的两电容的电容值的示意图；
图5是图3的两电容的电容值的示意图；
图6是图3的两电容的跨压的示意图；
图7是依照本揭示一些实施例所绘示判断杂讯的示意图；以及
图8是依照本揭示一些实施例所绘示的一触控系统的操作方法的流程图。
附图标记：
100：触控系统
120：处理器
122：控制电路
124：处理电路
140：触控阵列
142：驱动电极
144、146：感应电极
800：操作方法
CA、CB：电容
CA0、CB0、CA01、CB01、CA02、CB02：初始电容值
CAth、CBth、CAth1、CBth1、CAth2、CBth2、Vth(CA)、Vth(CB)：门槛值
D1、D2：距离
FF：剖面线
F[n-2]、F[n-1]、F[n]、F[n+m]：讯框
S802、S804、S806、S808、S810、S812、S814、S816：步骤
SS：感应讯号
TS：驱动讯号
TU：触控单元
T1、T2：时间区间
V(CA)、V(CB)、V(CA0)、V(CB0)：跨压
具体实施方式
下文系举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供之实施例并非用以限制本揭示所涵盖的范围，而结构操作之描述非用以限制其执行之顺序，任何由组件重新组合之结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭示所涵盖的范围。此外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同组件或相似组件将以相同之符号标示来说明。
在本文中所使用的用词『耦接』亦可指『电性耦接』，且用词『连接』亦可指『电性连接』。『耦接』及『连接』亦可指二个或多个组件相互配合或相互互动。
请参考图1。图1是依照本揭示一些实施例所绘示一触控系统100的示意图。如图1所示，触控系统100包含处理器120以及触控阵列140。处理器120耦接触控阵列140。在一些实施例中，处理器120包含控制电路122以及处理电路124。控制电路122例如是数字控制器(digital controller)，但本揭示不以此为限制。处理电路124例如是嵌入式处理系统，但本揭示同样不以此为限制。控制电路122可透过集成电路总线(Inter-Integrated Circuitbus；I2C bus)或通用序列总线(Universal Serial Bus；USB)耦接处理电路124。在一些实施例中，控制电路122受处理电路124控制以输出驱动讯号TS至触控阵列140的驱动电极且接收来自触控阵列140中感应电极的感应讯号SS。接着，处理电路124可依据被控制电路122接收的感应讯号SS判断触控事件是否发生且依据对应的感应电极的位置判断触控位置。
请参考图2。图2是依照本揭示一些实施例所绘示图1的触控阵列140的示意图。触控阵列140包含复数触控单元TU。该些触控单元TU是以阵列型式排列。各触控单元TU包含驱动电极142、感应电极144以及感应电极146。请同时参考图3。图3是图2的触控阵列140上剖面线FF的剖面图。为易于了解，剖面线FF的剖面范围涵盖一个触控单元TU。如图3所示，触控单元TU包含驱动电极142、感应电极144以及感应电极146。感应电极144设置于驱动电极142与感应电极146之间。换言之，驱动电极142与感应电极144之间的距离D1小于驱动电极142与感应电极146之间的距离D2。驱动电极142与感应电极144之间形成电容CA。驱动电极142与感应电极146之间形成电容CB。如前所述，图1的控制电路122会将驱动讯号TS传送至图3的驱动电极142。若有触控物体靠近触控单元TU时，电容CA以及CB会发生变化且感应电极144以及146会产生对应的感应讯号SS。感应讯号SS被图1的控制电路122接收后供图1的处理电路124判断触控事件是否发生以及判断触控位置。
上述触控单元TU的配置仅用于示例，其它各种触控单元TU的配置方式皆在本揭示所涵盖的范围。
图4是图3的电容CA以及CB的电容值的示意图。请同时参考图1、3以及4。需特别说明的是，于此将一电容的「初始电容值」定义为该电容在触控物体远离触控阵列140时的电容值。以图4示例而言，当触控阵列140放置于空气中时，电容CA以及CB的初始电容值皆为C0。然而，当触控阵列140从空气移入水下后，电容CA的初始电容值从C0变为CA0，且电容CB的初始电容值从C0变为CB0。换句话说，CA0是电容CA在水下且触控物体远离触控阵列140时的电容值，而CB0是电容CB在水下且在触控物体远离触控阵列140时的电容值。也就是说，当触控阵列140周围的介质从空气变成水时，电容CA的电容值变小，而电容CB的电容值变大。
在一些实施例中，当电容CA的初始电容值小于门槛值CAth，且电容CB的初始电容值大于门槛值CBth时，处理器120即判断触控阵列140操作于一水下模式。在一些实施例中，门槛值CAth小于门槛值CBth。
请参考图5。图5是图3的两电容CA以及CB的电容值的示意图。图5绘示出两电容CA以及CB在纯水环境以及盐水环境中的电容值。由于纯水的导电率与盐水的导电率不同，导致电容CA在纯水环境中的初始电容值与电容CA在盐水环境中的初始电容值不相同，且电容CB在纯水环境中的初始电容值与电容CB在盐水环境中的初始电容值不相同。以图5示例而言，电容CA在纯水环境中的初始电容值为CA01，而电容CA在盐水环境中的初始电容值为CA02。电容CB在纯水环境中的初始电容值为CB01，而电容CB在盐水环境中的初始电容值为CB02。
在一些实施例中，当电容CA的电容值小于门槛值CAth1且大于门槛值CAth2，且电容CB的电容值大于门槛值CBth1时，处理器120即判断触控阵列140操作于水下模式且判断触控阵列140处于纯水环境中。当电容CA的电容值小于门槛值CAth2，且电容CB的电容值大于门槛值CBth2且小于门槛值CBth1时，处理器120即判断触控阵列140操作于水下模式且判断触控阵列140处于盐水环境中。
图6是图3的两电容CA以及CB的跨压的示意图。请同时参考图1以及图6。如前所述，当触控阵列140放置于水下且触控物体远离触控阵列140时，电容CA的电容值为初始电容值CA0且电容CB的电容值为初始电容值CB0。此时，电容CA的跨压V(CA)为V(CA0)且电容CB的跨压V(CB)为V(CB0)。然而，当触控物体靠近触控阵列140时，电容CA的跨压V(CA)以及电容CB的跨压V(CB)会发生变化。举例而言，在触控物体为一导体的情况下，当触控物体靠近触控阵列140时，电容CA的跨压V(CA)会上升且电容CB的跨压V(CB)亦会上升。在触控物体为一非导体的情况下，当触控物体靠近触控阵列140时，电容CA的跨压V(CA)会上升而电容CB的跨压V(CB)会下降。因此，以图6示例而言，当电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)时(即时间区间T1)，处理器120判断一导体触控事件发生。当电容CB的跨压V(CB)小于门槛值Vth(CB)时(即时间区间T2)，处理器120判断一非导体触控事件发生。在一些实施例中，门槛值Vth(CB)小于门槛值Vth(CA)。
图7是依照本揭示一些实施例所绘示判断杂讯的示意图。请同时参考图1、6以及7。在讯框F[n-2]，由于杂讯干扰的因素，使得电容CA的跨压V(CA)在短时间内超过门槛值Vth(CA)。为了避免这些杂讯影响到处理器120的判断结果，当电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)的持续时间超过一临限时间时，处理器120才判断导体触控事件发生。临限时间例如是m个讯框。以图7示例而言，电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)的持续时间包含讯框F[n]至讯框F[n+m]。也就是说，持续时间包含了m+1个讯框。此时，处理器120判断导体触控事件发生。相似地，为了避免杂讯影响到处理器120的判断结果，当电容CB的跨压V(CB)小于门槛值Vth(CB)的持续时间超过临限时间时，处理器120才判断非导体触控事件发生。
图8是依照本揭示一些实施例所绘示的触控系统100的操作方法800的流程图。在一些实施例中，操作方法800被应用于图1的触控系统100中，但本揭示不以此为限。为了易于理解，操作方法800将搭配图1-6进行讨论。
在步骤S802中，校正初始电容值C0。在一些实施例中，当触控阵列140放置于空气中且触控物体远离触控阵列140时，校正电容CA以及CB的电容值，以得到电容CA以及CB在空气中的初始电容值C0。校正完初始电容值C0后，进入步骤S804。
在步骤S804中，接收感应讯号SS。在一些实施例中，处理器120的控制电路122会接收来自感应电极144以及146的感应讯号SS，并将其进行模拟-数字转换。接着，将数字化后的感应讯号SS输出给处理器120的处理电路124。接着，进入步骤S806。
在步骤S806中，判断触控阵列140是否操作于水下模式。在处理电路124接收到数字化后的感应讯号SS后，可得到电容CA的初始电容值以及电容CB的初始电容值。若电容CA的初始电容值小于门槛值CAth且电容CB的初始电容值大于门槛值CBth时，处理器120即判断触控阵列140操作于水下模式，且进入步骤S808。若处理器120判断触控阵列140并非操作于水下模式，则回到步骤S804。
在步骤S808中，切换为水下模式。在一些实施例中，在处理器120判断出触控阵列140放置于水下(操作于水下模式)后，处理器120会切换至水下模式，以利用相应的算法或硬件逻辑判断在水下发生的触控事件以及对应的触控位置。接着，进入步骤S810。
在步骤S810中，调高驱动讯号TS的驱动电压或延长电容CA以及CB的充电时间。在一些实施例中，在处理器120切换为水下模式后，处理器120会调高驱动讯号TS的驱动电压或延长对电容CA以及CB的充电时间。如此，将有利于处理器120感应电容CA的跨压V(CA)以及电容CB的跨压V(CB)。接着，进入步骤S812。
在步骤S812中，判断电容CA的跨压V(CA)是否大于门槛值Vth(CA)或电容CB的跨压V(CB)是否小于门槛值Vth(CB)。若是，进入步骤S814。若否，则回到步骤S806。当电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)或电容CB的跨压V(CB)小于门槛值Vth(CB)时，代表可能有触控事件发生。
在步骤S814中，判断是否为杂讯。如前所述，当电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)的持续时间或电容CB的跨压V(CB)小于门槛值Vth(CB)的持续时间小于临限时间时，处理器120判断为杂讯，且回到步骤S806。当电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)的持续时间或电容CB的跨压V(CB)小于门槛值Vth(CB)的持续时间大于临限时间时，处理器120判断为非杂讯(触控事件发生)，且进入步骤S816。
在步骤S816中，触控事件发生以及纪录触控位置。当电容CA的跨压V(CA)大于门槛值Vth(CA)的持续时间大于临限时间时，处理器120判断导体触控事件发生且纪录对应的触控位置。当电容CB的跨压V(CB)小于门槛值Vth(CB)的持续时间大于临限时间时，处理器120判断非导体触控事件发生且纪录对应的触控位置。如此，即完成水下触控事件的相关判断及操作。
上述操作方法800的叙述包含示例性的操作，但操作方法800的该些操作不必依所显示的顺序被执行。操作方法800的该些操作的顺序得以被变更，或者该些操作得以在适当的情况下被同时执行、部分同时执行或部分省略，皆在本揭示之实施例的精神与范围内。
在一些实施例中，操作方法800亦可实作为一电脑程序。当电脑程序被图1中处理器120、一电脑或一电子装置所执行，此执行装置执行操作方法800。电脑程序可被储存于一非暂态电脑可读取记录媒体，例如一只读存储器、一闪存、一软盘、一硬盘、一光盘、一快闪碟、一随身碟、一磁带、一可从网络读取的数据库，或任何本揭示内容所属技术领域中具通常知识者所能想到具有相同功能的记录媒体。
综上所述，藉由本揭示中的触控系统以及触控系统的操作方法，可实现水下触控功能。
虽然本揭示已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭示之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭示之保护范围当视后附之权利要求所界定者为准。

Claims (15)

1.一种触控系统，其特征在于，包含：
一处理器；以及
一触控阵列，耦接该处理器，该触控阵列包含复数触控单元，各该些触控单元包含：
一驱动电极；
一第一感应电极，与该驱动电极形成一第一电容，该第一电容具有一第一初始电容值；以及
一第二感应电极，与该驱动电极形成一第二电容，该第二电容具有一第二初始电容值，
其中该处理器用以：
依据该第一初始电容值以及该第二初始电容值判断该触控阵列是否操作于一水下模式；
当该触控阵列操作于该水下模式时，依据该第一电容的跨压以及一第一门槛值判断是否发生一导体触控事件；
当该触控阵列操作于该水下模式时，依据该第二电容的跨压以及一第二门槛值判断是否发生一非导体触控事件；以及
当该触控阵列操作于该水下模式时，调高提供给该触控阵列的一驱动讯号的驱动电压或延长该第一电容以及该第二电容的充电时间。
2.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，其中该第一感应电极与该驱动电极之间的一第一距离小于该第二感应电极与该驱动电极之间的一第二距离。
3.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，其中当该第一电容的跨压大于该第一门槛值时，该处理器判断该导体触控事件发生。
4.如权利要求3所述的触控系统，其特征在于，其中当该第一电容的跨压大于该第一门槛值的持续时间超过一临限时间时，该处理器判断该导体触控事件发生。
5.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，其中当该第二电容的跨压小于该第二门槛值时，该处理器判断该非导体触控事件发生。
6.如权利要求5所述的触控系统，其特征在于，其中当该第二电容的跨压小于该第二门槛值的持续时间超过一临限时间时，该处理器判断该非导体触控事件发生。
7.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于，其中该第二门槛值小于该第一门槛值。
8.一种触控系统的操作方法，其特征在于，其中该触控系统包含一触控阵列，该触控阵列包含复数触控单元，各该些触控单元包含一驱动电极、一第一感应电极以及一第二感应电极，该第一感应电极与该驱动电极形成一第一电容，该第一电容具有一第一初始电容值，该第二感应电极与该驱动电极形成一第二电容，该第二电容具有一第二初始电容值，该操作方法包含：
藉由一处理器依据该第一初始电容值以及该第二初始电容值判断该触控阵列是否操作于一水下模式；
当该触控阵列操作于该水下模式时，藉由该处理器依据该第一电容的跨压以及一第一门槛值判断是否发生一导体触控事件；
当该触控阵列操作于该水下模式时，藉由该处理器依据该第二电容的跨压以及一第二门槛值判断是否发生一非导体触控事件；以及
当该触控阵列操作于该水下模式时，藉由该处理器调高提供给该触控阵列的一驱动讯号的驱动电压或延长该第一电容以及该第二电容的充电时间。
9.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，其中该第一感应电极与该驱动电极之间的一第一距离小于该第二感应电极与该驱动电极之间的一第二距离。
10.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，更包含：
当该第一电容的跨压大于该第一门槛值时，藉由该处理器判断该导体触控事件发生。
11.如权利要求10所述的操作方法，其特征在于，其中当该第一电容的跨压大于该第一门槛值的持续时间超过一临限时间时，该处理器判断该导体触控事件发生。
12.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，更包含：
当该第二电容的跨压小于该第二门槛值时，藉由该处理器判断该非导体触控事件发生。
13.如权利要求12所述的操作方法，其特征在于，其中当该第二电容的跨压小于该第二门槛值的持续时间超过一临限时间时，该处理器判断该非导体触控事件发生。
14.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，其中该第二门槛值小于该第一门槛值。
15.一种非暂态电脑可读取记录媒体，其特征在于，用以储存包含复数指令的一或多个电脑程序，一触控系统的一处理器用以执行该些指令，该触控系统包含一触控阵列，该触控阵列包含复数触控单元，各该些触控单元包含一驱动电极、一第一感应电极以及一第二感应电极，该第一感应电极与该驱动电极形成一第一电容，该第一电容具有一第一初始电容值，该第二感应电极与该驱动电极形成一第二电容，该第二电容具有一第二初始电容值，当该处理器执行该些指令时，该处理器执行以下步骤：
依据该第一初始电容值以及该第二初始电容值判断该触控阵列是否操作于一水下模式；
当该触控阵列操作于该水下模式时，依据该第一电容的跨压以及一第一门槛值判断是否发生一导体触控事件；
当该触控阵列操作于该水下模式时，依据该第二电容的跨压以及一第二门槛值判断是否发生一非导体触控事件；以及
当该触控阵列操作于该水下模式时，调高提供给该触控阵列的一驱动讯号的驱动电压或延长该第一电容以及该第二电容的充电时间。
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