CN1313911C

CN1313911C - 用于触控式面板的坐标检测方法及系统

Info

Publication number: CN1313911C
Application number: CNB031233260A
Authority: CN
Inventors: 江武崇; 张清濠; 郭镇坤; 李培诚
Original assignee: HIGHERWAY ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: HIGHERWAY ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: CN1540579A; HK1070164A1

Abstract

本发明涉及一种用于触控式面板的坐标检测方法，首先以直交方式，分别转换多个X轴输入输出端口及多个Y轴输入输出端口，以形成该触控式面板的多个X轴扫描线及多个Y轴扫描线。再以轮询方式，依序传送控制信号至这些X轴输入输出端口。依据该轮询的控制信号，对应地储存经由一感应笔在该触控式面板上触控的X轴感应信号。计算取得一最大的X轴感应信号及一第二大的X轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴位置。重复上述的步骤，以计算该感应笔在该触控式面板的Y轴位置。利用本发明的坐标检测方法，可以使用较少的输入输出端口达到所需的X轴或Y轴扫描线，以提高分辨率。在计算方面，本发明利用简单的电压比较方法，可对应计算该感应笔在该触控式面板的位置，故本发明的计算方法非常简单且迅速。

Description

用于触控式面板的坐标检测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种坐标检测的方法及系统，具体来说，涉及一种用于触控式面板的坐标检测的方法及系统。

背景技术

目前现有的用于触控式面板的坐标检测方法，最早为矩阵接触式坐标检测方法、非接触式的电场式及电容式坐标检测方法；近期为电场电压分压的坐标检测方法。

矩阵接触式坐标检测方法直接利用一控制器的输入输出端口形成多个X轴及Y轴扫描线，该控制器由X轴送出信号，再从Y轴读回信号，用以检测哪一个坐标点被使用者触压，并计算出该被触压点的坐标位置。由于该矩阵接触式坐标检测方法是直接用该控制器的输入输出端口形成多个X轴及Y轴扫描线，因此受限于控制器输入输出端口的数目无法提高X轴及Y轴扫描线的数目，因而无法提高应用此种方法的触控式面板的分辨率。

非接触式的电场式坐标检测方法则是由一控制器的输出端口输出信号形成X轴及Y轴电场坐标平面，再由感应笔读回笔端的感应信号，经过计算得到感应笔的坐标位置。在这种电场式坐标检测方法中，该控制器的输出端所形成的X轴及Y轴电场坐标平面的方法有一对一的方式及一对多的方式，所谓一对一的方式是控制器的一个输出端形成一条X轴(或Y轴)扫描线；一对多的方式则是控制器的一个输出端可以连接成多条的X轴(或Y轴)扫描线。此电场式的作法为了计算出感应笔的触控位置，其控制器输出端口送出的信号为0及1变化的信号，并且必须逆时针方向及顺时针方向各送一次，以计算出正确的感应笔的触控坐标位置。

因此，在该非接触式的电场式坐标检测方法中，虽然有一对多的方式以减少控制器的输入输出端口的数目，但是为了要计算出感应笔的触控坐标位置，必须要逆时针方向及顺时针方向各送一次控制信号，再比较这二个信号的电压梯度大小，以得到感应笔的触控坐标位置。然而，虽然理论上的所取得的电压梯度是线性的，但实际上不是理想的线性，所以该控制器需要软件程序去补偿其非线性化的部份，使得控制器的计算坐标的方式复杂度增加。

电场电压分压的坐标检测方法是利用一控制器的少量的输入输出端口形成多个X轴及Y轴电场坐标平面，每一条X轴(或Y轴)扫描线均连接到控制器输入输出端口形成的主干导线上，利用主干导线上的线阻阻抗特性形成电压分压线路。因此理论上，此种方法的X轴及Y轴扫描线数目可以不用受限于控制器的输入输出端口的数目的限制。该控制器在每次开机时都会作一次归零的动作以减低环境或材料特性对导线线阻产生的影响。同样地，这种电场电压分压坐标检测方法为了计算出感应笔的触控位置，其控制器输出埠送出0及1变化的信号，并且必须逆时针及顺时针方向各送一次，再由感应笔及控制器的输入输出端口取得电压值，以计算出正确的感应笔触控坐标位置。

在电场电压分压法中，虽然该控制器可以用少量输入输出端口形成主干导线，再由主干导线分支形成多个X轴及Y轴扫描线，但是为了要克服利用导线线阻形成分压电阻的材料不稳定性及每一点电场强度的差异性，必须用复杂的计算公式才能得到感应笔的坐标位置，所以其软件的复杂度势必比上述的非接触式的电场式坐标检测方法的结构更加复杂。

在上述的现有方法中，形成多个X轴及Y轴扫描线所需的控制器的输入输出端口的数目与计算得感应笔触控位置的复杂度系呈反比的关系。亦即，若利用较多的控制器输入输出端口以形成X轴及Y轴扫描线，则计算感应笔坐标位置的公式较简单；若利用较少的控制器输入输出端口以形成X轴及Y轴扫描线，则计算感应笔坐标位置的公式较复杂。两者无法互为平衡。

因此，实有必要提供一种创新且富进步性的坐标检测方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于触控式面板的坐标检测方法，包括以下步骤：(a)以直交方式，分别转换多个X轴输入输出端口及多个Y轴输入输出端口，以形成该触控式面板的多个X轴扫描线及多个Y轴扫描线；(b)以轮询方式，依序传送控制信号至这些X轴输入输出端口；(c)依据该轮询的控制信号，对应地储存经由一感应笔在该触控式面板上触控的X轴感应信号；(d)取得一最大的X轴感应信号及一第二大的X轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴位置；(e)以轮询方式，依序传送控制信号至这些Y轴输入输出端口；(f)依据该轮询的控制信号，对应地储存经由该感应笔在该触控式面板上触控的Y轴感应信号；及(g)取得一最大的Y轴感应信号及一第二大的Y轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的Y轴位置。

本发明的坐标检测方法是利用直交方式转换X轴或Y轴输入输出端口为X轴或Y轴扫描线，因此，可以利用较少的输入输出端口达到所需的X轴或Y轴扫描线，以提高分辨率。在计算方面，本发明利用简单的电压比较方法，取得该最大及第二大的感应信号，以对应计算该感应笔在该触控式面板的位置，故本发明的计算方法非常简单且迅速。

本发明还提供一种用于触控式面板的坐标检测系统，包括：

一扫描线转换装置，用以利用直交方式，分别转换多个X轴输入输出端口及多个Y轴输入输出端口，以形成多个X轴扫描线及多个Y轴扫描线；

一控制装置，用以利用轮询方式，依序传送控制信号至这些X轴输入输出端口及Y轴输入输出端口，使得这些X轴扫描线及Y轴扫描线具有对应的轮询控制信号；

一感应笔，用以依据该轮询的控制信号，感应得多个X轴感应信号及多个Y轴感应信号；

一数据库，用以储存来自该感应笔的这些X轴感应信号及Y轴感应信号；及

一计算装置，比较取得一最大的X轴感应信号、一第二大的X轴感应信号、一最大的Y轴感应信号及一第二大的Y轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴及Y轴位置。

以下结合附图描述本发明的实施例。

附图简单说明

图1为本发明用于触控式面板的坐标检测方法的流程图；

图2为本发明实施例的X轴输入输出端口转换至X轴扫描线的示意图；

图3为本发明实施例的X轴输入输出端口轮询控制信号示意图；

图4为本发明实施例的X轴扫描线轮询控制信号示意图；

图5为本发明用于触控式面板的坐标检测系统的结构示意图；

图6为本发明的感应笔的结构示意图。

附图标记说明

21：扫描线转换装置

50：本发明用于触控式面板的坐标检测系统

51：扫描线转换装置

52：控制装置

53：感应笔

531：天线

532：解调电路

533：电路板

534：隔离金属外壳

535：导线

54：数据库

55：计算装置

本发明的具体实施方式

请参阅图1，其中显示本发明用于一触控式面板的坐标检测方法的流程图。首先在步骤11中，以直交方式，分别转换多个X轴输入输出端口及多个Y轴输入输出端口，以形成该触控式面板的多个X轴扫描线及多个Y轴扫描线。

请配合参考图2，以X轴输入输出端口I/O(1)、I/O(2)、I/O(3)、I/O(4)及I/O(5)为例说明，一扫描线转换装置21用以将五个X轴输入输出端口I/O(1)、I/O(2)、I/O(3)、I/O(4)及I/O(5)转换成十一条X轴扫描线(X1至X11)，其中，I/O(1)连接至X2及X6的扫描线；I/O(2)连接至X3及X10的扫描线；I/O(3)连接至X4及X7的扫描线；I/O(4)连接至X5及X9的扫描线；及I/O(5)连接至X1、X8及X11的扫描线。

上述的转换方式，可利用较少的输入输出端口(例如五个)驱动较多的扫描线(例如十一条)，这种转换方式的扫描线排列必须符合直交(orthogonal)原则，亦即相邻扫描线的对应输入输出端口关系为唯一，换言之，相邻扫描线的扫描区间为唯一的关系，例如：X1及X2的对应输入输出端口为I/O(5)及I/O(1)，不会有其它的相邻扫描线对应至I/O(5)及I/O(1)。这种技术称为“群组化输入输出端口”技术。

依据该群组化输入输出端口技术，若该X轴输入输出端口的数目为N，N为奇数，则该X轴扫描线的最大数目为C(N，2)+1，，其中C(N，2)＝N！/[(N-2)！×2！]扫描区间的最大数目为C(N，2)；若N为偶数，则该X轴扫描线的最大数目为C(N，2)-N/2+2，扫描区间的最大数目为C(N，2)-N/2+1。例如：若N＝5，则扫描线的最大数目为C(5，2)+1＝11，如图2所示。若N＝6，则扫描线的最大数目为C(6，2)-6/2+2＝14。

于步骤12中，以轮询(polling)方式，依序传送控制信号至这些X轴输入输出端口，使得这些X轴扫描线具有对应的轮询控制信号。请参考图3及图4，依序地传送一方波控制信号由I/O(1)至I/O(5)，则这些X轴扫描线具有对应的轮询方波控制信号，亦即，因I/O(1)连接至X2及X6的扫描线，若I/O(1)接收得轮询控制信号，则X2及X6扫描线同时具有轮询控制信号。

在步骤13中，依据该轮询的控制信号，对应地储存经由一感应笔在该触控式面板上触控的X轴感应信号。亦即，每一个输入输出端口传送出轮询控制信号时，该感应笔即感应得一个X轴感应信号。因此，上述实施例中具有五个输入输出端口，并依序传送轮询控制信号，故该感应笔会依序轮询控制信号，感应得五个X轴感应信号。

在步骤14中，比较取得一最大的X轴感应信号及一第二大的X轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴位置。

以一实施例说明，若该感应笔点选接触至该触控式面板的X8扫描线与X9扫描线间的位置，且较偏向X9扫描线时，则会在X轴输入输出端口I/O(4)具有轮询信号时，该感应笔会感应得一最大的X轴感应信号；并在X轴输入输出端口I/O(5)具有轮询信号时，该感应笔会感应得一第二大的X轴感应信号。

这是因为X8扫描线是由X轴输入输出端口I/O(5)所驱动，X9扫描线是由X轴输入输出端口I/O(4)所驱动。依据该X轴扫描线与X轴输入输出端口的对应关系，以及依据轮询控制信号，该感应笔所感应得的最大的X轴感应信号及第二大的X轴感应信号，即可计算出该感应笔点选接触的位置为X8扫描线与X9扫描线问，且较偏向X9扫描线的位置。

因此，依据上述的方法，可以简单且迅速地计算出该感应笔在该触控式面板的点选X轴位置，并且亦可利用较少的X轴输入输出端口达到所需的X轴扫描线，以提高分辨率。

同样地，与计算该感应笔在该触控式面板的点选X轴位置的计算方法相同，再计算该感应笔在该触控式面板的点选Y轴位置，如步骤15所示，以轮询方式，依序传送控制信号至这些Y轴输入输出端口，使得这些Y轴扫描线具有对应的轮询控制信号。如步骤16所示，依据该轮询的控制信号，对应地储存经由该感应笔在该触控式面板上触控的Y轴感应信号。如步骤17所示，取得一最大的Y轴感应信号及一第二大的Y轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的Y轴位置。依据上述的计算方法，即可简单地计算得到该感应笔在该触控式面板的点选Y轴位置。

经由上述的计算，可得到该感应笔在该触控式面板的点选X轴及Y轴位置，即可得知该感应笔在该触控式面板的确实坐标位置。

因此，本发明的坐标检测方法是利用直交方式转换X轴或Y轴输入输出端口为X轴或Y轴扫描线，故可以利用较少的输入输出端口达到所需的X轴或Y轴扫描线，以提高该触控式面板的分辨率。在计算方面，本发明利用简单的电压比较方法，取得该最大及第二大的感应信号，以对应计算该感应笔在该触控式面板的位置，故本发明的计算方法非常简单且迅速。本发明的坐标检测方法兼具以较少控制器输入输出端口提高分辨率的优点，及简单计算坐标位置的优点。

参考图5，其中显示本发明用于一触控式面板的坐标检测系统50，其包括：一扫描线转换装置51、一控制装置52、一感应笔53、一数据库54及一计算装置55。该扫描线转换装置51是用以利用直交方式，分别转换多个X轴输入输出端口及多个Y轴输入输出端口，以形成多个X轴扫描线(X1至Xn)及多个Y轴扫描线(Y1至Ym)，可配合参考图2，其显示五个X轴输入输出端口I/O(1)至I/O(5)转换成十一条X轴扫描线(X1至X11)。这些X轴及Y轴扫描线形成该触控式面板的坐标。

该控制装置52是利用轮询方式，依序传送控制信号至这些X轴输入输出端口及Y轴输入输出端口，使得这些X轴扫描线及Y轴扫描线具有对应的轮询控制信号。请参考图3及图4，其说明依序地传送一方波控制信号由I/O(1)至I/O(5)，则这些X轴扫描线具有对应的轮询方波控制信号。

该感应笔53用以依据该轮询的控制信号，感应得多个X轴感应信号及多个Y轴感应信号。参考图6，该感应笔53具有一天线531、一解调电路532、一电路板533、一隔离金属外壳534及一导线535。该天线531利用该电路板533上的铜箔导线做为天线，以感应该触控式面板的电场信号。该天线531用以依据该轮询控制信号，感应得多个X轴感应信号及多个Y轴感应信号，并传送至该解调电路532。该解调电路532用以解调这些X轴感应信号及Y轴感应信号，并以导线535传送至该数据库54储存。隔离金属外壳535是用以覆盖于该解调电路532，以隔离外部噪声干扰。该隔离金属外壳534最好为半球型，以利使用者握持。

该数据库54用以储存来自该感应笔53的这些X轴感应信号及Y轴感应信号。依据图3所示的实施例具有五个输入输出端口，并依序传送轮询控制信号，故该感应笔会依序轮询控制信号，感应得五个X轴感应信号，并储存于该数据库54。

该计算装置55由该数据库54中所储存的X轴感应信号及Y轴感应信号比较计算，以取得一最大的X轴感应信号、一第二大的X轴感应信号、一最大的Y轴感应信号及一第二大的Y轴感应信号。再依据输入输出端口与X轴或Y轴扫描线的关系，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴及Y轴位置。

然而上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。因此，本领域技术人员不违背本发明的精神可对上述实施例进行修改及变化。本发明的权利范围应如后述的权利要求书所列。

Claims

1.一种用于触控式面板的坐标检测方法，包括以下步骤：

(a)以直交方式，分别转换多个X轴输入输出端口及多个Y轴输入输出端口，以形成该触控式面板的多个X轴扫描线及多个Y轴扫描线；

(b)以轮询方式，依序传送控制信号至这些X轴输入输出端口，使得这些X轴扫描线具有对应的轮询控制信号；

(c)依据该轮询的控制信号，对应地储存经由一感应笔在该触控式面板上触控的X轴感应信号；

(d)取得一最大的X轴感应信号及一第二大的X轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴位置；

(e)以轮询方式，依序传送控制信号至这些Y轴输入输出端口，使得这些Y轴扫描线具有对应的轮询控制信号；

(f)依据该轮询的控制信号，对应地储存经由该感应笔在该触控式面板上触控的Y轴感应信号；及

(g)取得一最大的Y轴感应信号及一第二大的Y轴感应信号，以计算该感应笔在该触控式面板的Y轴位置。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(a)中该X轴输入输出端口或Y轴输入输出端口的数目为N，其中N为奇数，则该X轴扫描线或该Y轴扫描线的最大数目为C(N，2)+1，其中C(N，2)＝N！/[(N-2)！×2！]。

3.根据权利要求1的方法，其中步骤(a)中该X轴输入输出端口或Y轴输入输出端口的数目为N，其中N为偶数，则该X轴扫描线或该Y轴扫描线的最大数目为C(N，2)-N/2+2，其中C(N，2)＝N！/[(N-2)！×2！]。

4.一种用于触控式面板的坐标检测系统，包括：

一计算装置，比较取得一最大的X轴感应信号、一第二大的X轴感应信号、一最大的Y轴感应信号及一第二大的Y轴感应信号，再依据输入输出端口与X轴或Y轴扫描线的关系，以计算该感应笔在该触控式面板的X轴及Y轴位置。

5.根据权利要求4的系统，其中该X轴输入输出端口或Y轴输入输出端口的数目为N，N为奇数，则该X轴扫描线或该Y轴扫描线的最大数目为C(N，2)+1，其中C(N，2)＝N！/[(N-2)！×2！]。

6.根据权利要求4的系统，其中该X轴输入输出端口或Y轴输入输出端口的数目为N，N为偶数，则该X轴扫描线或该Y轴扫描线的最大数目为C(N，2)-N/2+2，其中C(N，2)＝N！/[(N-2)！×2！]。

7.根据权利要求4的系统，其中该感应笔具有一天线及一解调电路，该天线用以依据该轮询控制信号，感应得多个X轴感应信号及多个Y轴感应信号；该解调电路用以解调这些X轴感应信号及Y轴感应信号，并传送至该数据库储存。

8.根据权利要求7的系统，其中该感应笔还包括一隔离金属外壳，用以覆盖于该解调电路，以隔离外部噪声干扰。