CN112346596B - 超音波触控装置以及触控校准方法 - Google Patents

Abstract

一种触控校准方法，其适用于一超音波触控装置的微处理器，其中超音波触控装置用于依据超音波产生触控指示讯号，且上述触控校准方法包含：接收触控指示讯号；量测超音波触控装置的温度以产生复数个温度参数；若温度参数的变化趋势为向下，且若首次侦测到触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则将触控指示讯号的准位储存为第一讯号强度，并回报侦测到触控事件；以及若温度参数的变化趋势为向下，且若非首次侦测到触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则依据触控指示讯号校准参考讯号。上述超音波触控装置以及触控校准方法的优点之一在于能够根据温度变化校准超音波触控装置，以避免产生触控误判。

Description

超音波触控装置以及触控校准方法

技术领域

本揭示文件系关于一种超音波触控装置以及触控校准方法，特别是关于一种包含温度侦测电路的超音波触控装置以及触控校准方法。

背景技术

现行的超音波式触控装置包含产生超音波的压电感应层(Tx)，以及用以接收反射的超音波的压电侦测层(Rx)。当发生触控时，压电侦测层侦测到超音波强度产生衰减，而当强度衰减至低于系统预设的参考值时，超音波触控装置触发系统识别上述触控发生的位置。

然而，在触控期间，超音波触控装置的温度变化将会影响超音波讯号强度，导致触控装置产生误判。

发明内容

本揭示文件提供一种触控校准方法，适用于一超音波触控装置的一微处理器，其中超音波触控装置用于依据超音波产生触控指示讯号，且上述触控校准方法包含：接收触控指示讯号；量测超音波触控装置的温度以产生复数个温度参数；若温度参数的变化趋势为向下，且若首次侦测到触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则将触控指示讯号的准位储存为第一讯号强度，并回报侦测到触控事件；以及若温度参数的变化趋势为向下，且若非首次侦测到触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则依据触控指示讯号校准参考讯号。

在一些实施例的触控校准方法中，依据触控指示讯号校准参考讯号包含：撷取触控指示讯号的准位为第二讯号强度；依据温度参数计算对应于触控事件的温度变化量；若温度变化量大于预设温度变化范围，且若第二讯号强度大于第一讯号强度，则依据触控指示讯号的准位校准参考讯号的准位；以及若温度变化量不大于预设温度变化范围，或者第二讯号强度不大于第一讯号强度，则维持参考讯号的准位。

在一些实施例的触控校准方法中，依据触控指示讯号校准参考讯号还包含：将第二讯号强度减去第一讯号强度以得到讯号强度变化量；其中当温度变化量大于预设温度变化范围，且第二讯号强度大于第一讯号强度时，若讯号强度变化量大于预设准位变化范围，则依据触控指示讯号的准位校准参考讯号的准位，若讯号强度变化量不大于预设准位变化范围，则维持参考讯号的准位。

在一些实施例的触控校准方法中，依据触控指示讯号的准位校准参考讯号的准位包含：将参考讯号的准位调整为与触控指示讯号的准位实质相同。

在一些实施例的触控校准方法中，参考讯号正相关于温度参数。

本揭示文件提供一种超音波触控装置，包含触控感应器、温度侦测电路以及微处理器。触控感应器用以依据超音波讯号产生触控指示讯号。温度侦测电路用以产生温度侦测讯号。微处理器耦接触控感应器与温度侦测电路，用以执行以下操作：接收该触控指示讯号；依据温度侦测讯号产生复数个温度参数；若温度参数的变化趋势为向下，且若首次侦测到触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则将触控指示讯号的准位储存为第一讯号强度，并回报侦测到触控事件；以及若温度参数的变化趋势为向下，且若非首次侦测到触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则依据触控指示讯号校准参考讯号。

在一些实施例的超音波触控装置中，温度侦测电路包含一分压电阻以及一热敏电阻。热敏电阻透过第一节点耦接于分压电阻，其中第一节点用于提供温度侦测讯号。

在一些实施例的超音波触控装置中，微处理器依据触控指示讯号校准参考讯号的操作包含：将触控指示讯号的准位储存为第二讯号强度；依据温度参数计算对应于触控事件的温度变化量；若温度变化量大于预设的温度变化范围，且若第二讯号强度大于第一讯号强度，则依据触控指示讯号的准位校准参考讯号的准位；以及若温度变化量不大于预设温度变化范围，或者第二讯号强度不大于第一讯号强度，则维持参考讯号的准位。

在一些实施例的超音波触控装置中，微处理器依据触控指示讯号校准参考讯号的操作还包含：将第二讯号强度减去第一讯号强度以得到讯号强度变化量；其中当温度变化量大于预设温度变化范围，且第二讯号强度大于第一讯号强度时，若讯号强度变化量大于预设准位变化范围，则依据触控指示讯号的准位校准参考讯号的准位；以及若讯号强度变化量不大于预设准位变化范围，则维持参考讯号的准位。

在一些实施例的超音波触控装置中，微处理器依据触控指示讯号的准位校准参考讯号的准位的操作包含：将参考讯号的准位调整为与触控指示讯号的准位实质相同。

在一些实施例的超音波触控装置中，参考讯号正相关于温度参数。

上述的超音波触控装置以及触控校准方法的优点之一，在于能够根据温度变化校准超音波触控装置以避免产生触控误判。

附图说明

图1为根据本揭示文件一些实施例所绘示的超音波触控装置简化后的功能方块图的示意图。

图2为根据本揭示文件一些实施例所绘示的触控感应器的操作示意图。

图3A～3B为根据本揭示文件一些实施例所绘示的触控校准方法的流程图。

图4为根据本揭示文件一些实施例所绘示的超音波触控装置的讯号波形图。

图5为根据本揭示文件另一些实施例所绘示的超音波触控装置的讯号波形图。

图6为根据本揭示文件又另一些实施例所绘示的超音波触控装置的讯号波形图。

附图标记：

100:超音波触控装置 110:微处理器

120:触控感应器 121:超音波接收器

122:超音波发射器 130:温度侦测电路

140:汇流排 150:基板

UDC:触控指示讯号 TS:温度侦测讯号

NTC:热敏电阻 Rs:分压电阻

N1:节点 201:物件

300:触控校准方法 S301～S313:流程

UDC_min:最小强度 UDC_max:最大强度

具体实施方式

下文系举实施例配合所附图式作详细说明，但所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明，而结构操作之描述非用以限制其执行之顺序，任何由元件重新组合之结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明揭示内容所涵盖的范围。

在全篇说明书与申请专利范围所使用之用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露之内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露之用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露之描述上额外的引导。

图1为根据本揭示文件一些实施例所绘示的超音波触控装置100简化后的功能方块图。如图1所示，超音波触控装置100包含微处理器110、触控感应器120、温度侦测电路130以及汇流排140。触控感应器120包含超音波发射器121以及超音波接收器122，温度侦测电路130包含分压电组Rs以及热敏电阻NTC。

结构上，微处理器110与触控感应器120耦接，并透过汇流排140接收触控感应器120提供的触控指示讯号UDC。热敏电阻NTC透过第一节点N1耦接于分压电阻Rs，且微处理器110透过上述第一节点N1接收温度侦测电路130产生的温度侦测讯号TS。

图2为根据本揭示文件一些实施例所绘示的触控感应器120的操作示意图。操作上，如图2所示，触控感应器120的超音波发射器121产生超音波，而超音波经反射后，经由超音波接收器122转化为电讯号，此电讯号再经由触控感应器120的积分器(未绘示)处理后产生传递至微处理器110的触控指示讯号UDC(Ultra Sonic Digital Converter)。在一些实施例中，触控指示讯号UDC是将超音波类比电压讯号经由类比数位转换器(Analog-to-Digital Converter)转换成数值以利后段微处理器110进行读取以及运算。一般来说，当触控事件发生时，亦即，当物件201放置于基板150上，微处理器110所接收到的触控指示讯号UDC的强度会从参考讯号Sref的准位向下衰减(如后述图4所示)。也就是说，当触控指示讯号UDC的准位低于参考讯号Sref的准位时，超音波触控装置100便会侦测到此次触控事件。

在一些实施例中，超音波发射器121可以由压电材料来实现，而超音波接收器122可以由压电材料以及感测画素的组合来实现。物件201可以是使用者的手指或是触控笔。

微处理器110用以依据温度侦测讯号TS产生复数个温度参数，上述的温度参数对应于超音波触控装置100内的环境温度。在一些实施例中，触控指示讯号UDC的准位正相关于该些温度参数。也就是说，当触控事件发生时，若超音波触控装置100的温度逐渐下降，则触控指示讯号UDC的准位也会随之递减。因此，即便触控事件结束，触控指示讯号UDC的准位也无法回到参考讯号Sref的准位，进而导致被超音波触控装置100错误地侦测到持续触控。因此，本揭示文件提供一种触控校准方法300来解决上述问题。

图3A～3B为根据本揭示文件一些实施例所绘示的触控校准方法300的流程图。图4为根据本揭示文件一些实施例所绘示的超音波触控装置100的讯号波形图。图5为根据本揭示文件另一些实施例所绘示的超音波触控装置100的讯号波形图。为了方便说明，第3A～3B图的流程将配合图4以及图5以更详细的说明，但不以其为限。

于流程S301，微处理器110接收触控指示讯号UDC。微处理器110还会利用温度侦测电路130量测超音波触控装置100的温度，亦即微处理器110会利用温度侦测讯号TS产生关连于超音波触控装置100的复数个温度参数。

于流程S302，微处理器110判断上述温度参数是否稳定。若该些温度参数稳定，则微处理器110执行流程S303。值得注意的是，于本揭示文件中，上述温度参数稳定代表该些温度参数在一预设时间内的变化量实质上为零。

于流程S303，微处理器110判断触控指示讯号UDC的准位是否低于参考讯号Sref的准位。若触控指示讯号UDC的准位低于参考讯号Sref的准位，则微处理器110执行流程S304以回报触控有效，超音波触控装置100侦测到触控事件。在流程S304结束后，微处理器110可以再次执行流程S301。然而，若触控指示讯号UDC的准位不低于参考讯号Sref的准位，微处理器110会直接再次执行流程S301以再次接收触控指示讯号UDC以及量测超音波触控装置100的温度。

举例来说，如图4所示，触控指示讯号UDC的准位于时间点P1以及时间点P2之间低于参考讯号Sref的准位，也就是说，物件201分别于时间点P1以及时间点P2接触以及离开基板150，因此，于流程S304，微处理器110会在触控期间T之内回报触控有效。

接续流程S302，若温度参数不稳定，亦即，该些温度参数在一预设时间内具有向上或向下的变化趋势，则微处理器110执行流程S305。

于流程S305，微处理器110判断是否为首次侦测到触控指示讯号UDC的准位低于参考讯号Sref的准位。若温度参数具有向下变化的趋势，且为首次侦测到触控指示讯号UDC的准位低于参考讯号Sref的准位，例如图5中时间点P3的触控指示讯号UDC，则于流程S306，微处理器110将触控指示讯号UDC的准位以及目前温度参数分别储存为第一讯号强度以及第一温度参数，并再次执行流程S304以回报触控有效。

请参考图5，在一些实施例中，于时间点P3，触控指示讯号UDC达到最小强度UDC_min，而微处理器110会将最小强度UDC_min储存为第一讯号强度。

若微处理器110并非首次侦测到触控指示讯号UDC的准位低于参考讯号Sref的准位，例如图5中的时间点P3之后的超音波讯号UDC，则微处理器110将进行后述的流程S307～S313以依据触控指示讯号UDC校准参考讯号Sref。

于流程S307，微处理器110撷取此时触控指示讯号UDC的准位为第二讯号强度。于流程S308，微处理器110判断第二讯号强度是否大于第一讯号强度。若第二讯号强度不大于第一讯号强度，则微处理器110不校准参考讯号Sref，亦即，微处理器110维持参考讯号Sref的准位并再次执行流程S307。

若第二讯号强度大于第一讯号强度，则于流程S309，微处理器110计算对应于触控事件的温度变化量。接着，于流程S310，微处理器110判断上述的温度变化量是否大于预设的温度变化范围。若温度变化量不大于预设的温度变化范围，则微处理器110不校准参考讯号Sref，亦即，微处理器110维持参考讯号Sref的准位并再次执行流程S307。

在一些实施例中，触控事件的温度变化量为对应时间点P1的第一温度参数减去对应时间点P2的第二温度参数之差值。

若温度变化量大于预设的温度变化范围，则于流程S311，微处理器110将第二讯号强度减去第一讯号强度以得到讯号强度变化量。接着，于流程S312，微处理器110判断上述的讯号强度变化量是否大于预设准位变化范围。若讯号强度变化量不大于预设的温度变化范围，则微处理器110不校准参考讯号Sref，亦即，微处理器110维持参考讯号Sref的准位并再次执行流程S307。

在一些实施例中，于时间点P2，触控指示讯号UDC达到最大强度UDC_max，而微处理器110会将最大强度UDC_max储存为第二讯号强度。

因此，若最大强度UDC_max减去最小强度UDC_min大于预设准位变化范围，则于流程S313，微处理器110根据触控指示讯号UDC的准位调整参考讯号Sref的准位。接着，微处理器110会再次执行流程S301以再次接收触控指示讯号UDC以及量测超音波触控装置100的温度。

在一些实施例中，微处理器110藉由将参考讯号Sref的准位调整为与触控指示讯号UDC的准位实质相同以校准参考讯号Sref，进而使经校准的参考讯号Sref的准位也正相关于温度参数。

图6为根据本揭示文件又另一些实施例所绘示的超音波触控装置100的讯号波形图。如图6所示，藉由执行触控校准方法300参考讯号Sref的准位于时间点P2与触控指示讯号UDC的准位实质上相同。因此，当触控事件结束时，触控指示讯号UDC的准位不低于校准过后的参考讯号Sref的准位，进而避免超音波触控装置100错误地侦测到持续触控。

虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭示内容之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭示内容之保护范围当视后附之权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种触控校准方法，其特征在于，适用于超音波触控装置的微处理器，其中所述超音波触控装置用于依据超音波产生触控指示讯号，所述触控校准方法包含：

接收所述触控指示讯号；

量测所述超音波触控装置的温度以产生复数个温度参数；

若所述温度参数的变化趋势为向下，且若首次侦测到所述触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则将所述触控指示讯号的准位储存为第一讯号强度，并回报侦测到触控事件；以及

若所述温度参数的所述变化趋势为向下，且若非首次侦测到所述触控指示讯号的准位低于所述参考讯号的准位，则依据所述触控指示讯号校准所述参考讯号。

2.如权利要求1所述之触控校准方法，其特征在于，依据所述触控指示讯号校准所述参考讯号包含：

撷取所述触控指示讯号的准位为第二讯号强度；

依据所述温度参数计算对应于所述触控事件的温度变化量；

若所述温度变化量大于预设温度变化范围，且若所述第二讯号强度大于所述第一讯号强度，则依据所述触控指示讯号的准位校准所述参考讯号的准位；以及

若所述温度变化量不大于所述预设温度变化范围，或者所述第二讯号强度不大于所述第一讯号强度，则维持所述参考讯号的准位。

3.如权利要求2所述之触控校准方法，其特征在于，依据所述触控指示讯号校准所述参考讯号还包含：

将所述第二讯号强度减去所述第一讯号强度以得到讯号强度变化量；

其中当所述温度变化量大于所述预设温度变化范围，且所述第二讯号强度大于所述第一讯号强度时，若所述讯号强度变化量大于预设准位变化范围，则依据所述触控指示讯号的准位校准所述参考讯号的准位，

若所述讯号强度变化量不大于所述预设准位变化范围，则维持所述参考讯号的准位。

4.如权利要求3所述之触控校准方法，其特征在于，依据所述触控指示讯号的准位校准所述参考讯号的准位包含：

将所述参考讯号的准位调整为与所述触控指示讯号的准位实质相同。

5.如权利要求1所述之触控校准方法，其特征在于，所述参考讯号正相关于所述温度参数。

6.一种超音波触控装置，其特征在于，所述超音波触控装置包含：

触控感应器，用以依据超音波讯号产生触控指示讯号；

温度侦测电路，用以产生温度侦测讯号；

微处理器，耦接所述触控感应器与所述温度侦测电路，用以执行以下操作：

接收所述触控指示讯号；

用以依据所述温度侦测讯号产生复数个温度参数；

若所述温度参数的变化趋势为向下，且若首次侦测到所述触控指示讯号的准位低于参考讯号的准位，则将所述触控指示讯号的准位储存为第一讯号强度，并回报侦测到触控事件；以及

若所述温度参数的所述变化趋势为向下，且若非首次侦测到所述触控指示讯号的准位低于所述参考讯号的准位，则依据所述触控指示讯号校准所述参考讯号。

7.如权利要求6所述之超音波触控装置，其特征在于，所述温度侦测电路包含：

分压电阻；以及

热敏电阻，透过第一节点耦接于所述分压电阻，其中所述第一节点用于提供所述温度侦测讯号。

8.如权利要求6所述之超音波触控装置，其特征在于，所述微处理器依据所述触控指示讯号校准所述参考讯号的操作包含：

将所述触控指示讯号的准位储存为第二讯号强度；

依据所述温度参数计算对应于所述触控事件的温度变化量；

若所述温度变化量大于预设的温度变化范围，且若所述第二讯号强度大于所述第一讯号强度，则依据所述触控指示讯号的准位校准所述参考讯号的准位；以及

若所述温度变化量不大于所述预设温度变化范围，或者所述第二讯号强度不大于所述第一讯号强度，则维持所述参考讯号的准位。

9.如权利要求8所述之超音波触控装置，其特征在于，所述微处理器依据所述触控指示讯号校准所述参考讯号的操作还包含：

将所述第二讯号强度减去所述第一讯号强度以得到讯号强度变化量；

其中当所述温度变化量大于所述预设温度变化范围，且所述第二讯号强度大于所述第一讯号强度时，若所述讯号强度变化量大于预设准位变化范围，则依据所述触控指示讯号的准位校准所述参考讯号的准位；以及

若所述讯号强度变化量不大于所述预设准位变化范围，则维持所述参考讯号的准位。

10.如权利要求9所述之超音波触控装置，其特征在于，所述微处理器依据所述触控指示讯号的准位校准所述参考讯号的准位的操作包含：

将所述参考讯号的准位调整为与所述触控指示讯号的准位实质相同。

11.如权利要求6所述之超音波触控装置，其特征在于，所述参考讯号正相关于所述温度参数。

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