TW201115429A - Method and device for determining a touch or touches - Google Patents

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TW201115429A
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Chin-Fu Chang
Cheng-Han Lee
Chi-Hao Tang
Shun-Lung Ho
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Egalax Empia Technology Inc
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201115429 六、發明說明： 【發明所屬的技術領域】 本發明係有關於一種判斷觸碰的方法與裝置，特別是一 種分辨單觸或多觸的方法與裝置。 【先前技術】 觸控顯示器(Touch Display)已廣泛地應用於許多電子裝 置中’一般的做法是採用一觸控面板(T〇uchSensingPanel)在 觸控顯示紅定義出-二維_難，藉由在麵板去上縱 軸與橫軸的掃猫來取得感測資訊(Sensing Inf〇mati〇n)，以判 斷外在物件(如手指)在麵屏上的碰觸或接近，例如美國專 利號US4639720所提供的一種電容式觸摸顯示器。 感測資訊可由類比數位轉換器（Anal〇g_t〇_Digitai Converter，ADC)轉換為複數個連續訊號值，藉由比較這些訊 號值在外部物件碰觸或接近前與後的變化量，可判斷出外部 物件碰觸或最接近觸摸屏的位置。 -般而言’控糊摸屏的控㈣會先取得沒有外部物件 觸碰或接近時的感測資訊’作為基準值(basdine)。例如在電 谷式觸摸屏中，每一條導電條相應於各自的基準值。控制器 藉由判斷後續的感測資訊與基準值的比較判斷是否有外部物 3 201115429 件接近或觸碰’以及更進—步_外部物件的位置。例如， 在未被外部物件接近_碰時，後__資訊姆於基準 值為零值或趨近零值’藉由感曝訊械於基準值是否為零 值或趨近零鋪斷是否有外部物件接近或觸碰。 如第- A圖所示，當外部物件u(如手指)碰觸或接近觸 控顯示器10的感測裝置120時，在一轴向(如χ轴向)上的感 測器MG的_資訊轉換成如第_ Β騎示的峨值相應 於手指的外型，訊號值呈現_波形或—指冑（版與 profile) ’指紅的峰14(peak)的位置即代表手指碰觸或接近 的位置。 然而’當多個觸碰較接近時，相應於這些觸碰的訊號值 將聚集在’’尤其是兩觸碰的路徑交錯而過時。在許多 時候’單憑-門觀值無法判斷出是單一觸碰，還是多觸碰。 而造成位置判斷上的困難。 由此可見’上述現有技姻然存在有不便與缺陷，而極 待加以進-步改進。為了解決上述存在關題，相關廠商莫 不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來—直未見適用的設 計被發展完成’而-般產品及方法又沒錢_結構及方法 能夠解決上述問題，此顯然是相_者急欲解決的問題。因 此如何能創設-騎的技術，實屬當㈣要研發課題之一， 亦成為當前業界極需改進的目標。 201115429 【發明内容】 本發明提供了—齡解觸❹_方法錢置。本發 明包括依據具單-零交點的觸碰相關感·訊取得_對值: 並且依據這對值計算出—對質心位置，藉由這對質心位置間 的距離判斷是單觸還是多觸。 如前述’當多個觸碰較接近時，相應於這些觸碰的訊號 值將聚集在-起，尤其是_觸碰的雜交錯而過時。在許多 時候’單憑-門檻限值無法判斷出是單一觸碰，還是多觸碰。 而造成位置判斷上的困難。 本發明的目的在於，克服财技術存麵缺陷，而提供 -種新的分解觸或多觸的方法絲置，所要解決的技術問 題是使其通過獲得絲❹績訊，可以讀崎低雜訊的干 擾，非常適於實用。 本發明的另一目的在於，克服現有技術存在的缺陷，而 提供-種新的分解觸❹觸方法錄置，所要解決的技 術問題是使其糊雜置鱗交钱峨目相_，可以判 斷出每一個位置，從而更加適於實用… 本發明的再—目的在於’克腿有技術存在的缺陷，而 提供-種新的分解觸或多_方法與裝置，所要解決的技 201115429 術問題是使其麵碰位置與零交會處的數目不同時，可以判 斷出每一個位置’從而更加適於實用。 本發明的還一目的在於，克服現有技術存在的缺陷，而 提供-種新的分解觸或多觸的方法與裝置，所要解決的技 術問題是使其可以依據差誠測#_特性來判斷單觸還是 多觸，從而更加適於實用。 • 本發_還—目的在於，克服現有技術存在的缺陷，而 提供-種新的分解觸❹朗方法與裝置，所要解決的技 術問題是使其通過提供一種雙差動感測資訊，並將部分觸碰 =目關感測資訊藉由相應的差域測f訊的特性來觸單觸還 是多觸，從而更加適於實用。 本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案 來實現的。依據本發明提出的—種分辨單觸或多觸的方法， 馨包括：取得-_資訊；觸職崎财的每—個觸碰相 關感測資訊；以及對每-個具有單零交會處賴碰相關感測 資訊進行-分析’關斷岭—個具料敎會處的觸碰相 關感測資訊是單觸還是多觸。 本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措 施進一步實現。 前述的分辨單觸或多觸的方法，其中所述的分析包括： 6 201115429 據每個具有單零交會處的觸碰相誠測#訊分別決定-對值；依縣—個料單衫會處的觸碰相 關感測資訊的該 對值刀It算A-對質心位置；以及依縣—健有單零交 曰處的觸碰相關感測魏_對質心位置間的—距離分別判 斷出是單觸還是多觸。 月1J述的分辨單觸或多觸的方法，其中該對值的決定包 括：依據-正Η财值決定該對值之―；以及依據一負門植 限值決定該對值的另一個。 如述的分辨單觸或多觸的方法，其中正值的決定包括：依 據該正門檻限值決定大於該正門檻限值的至少一正值;以及 依據該至y—正值的最前面的值、最大值、最後面的值、相 鄰最前面的值的值、相鄰最大值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值之一。 前述的分辨單觸或多觸的方法，其中負值的決定包括：依 據該負門檻限值決定小於該負門檻限值的至少一負值;以及 依據該至少一負值的最前面的值、最小值、最後面的值、相 鄰最前面的值的值、相鄰最小值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值的另一個。 前述的分辨單觸或多觸的方法，其中所述的依據每一個 具有單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計算出一 201115429 對質心位置包括：依據每一個具有單零交會處的觸碰相關感 測資訊的該對值分別在該感測資訊決定一對範圍；以及依據 每一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍分別 計算出該對質心位置。 前述的分辨單觸或多觸的方法，其中依據每一個具有單 零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計算出一對質心 位置包括：依據每一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊 的該對值分別在另一個感測資訊決定一對範圍；以及依據每 一個具有單零父會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍分別計 算出該對質心位置。 m述的分辨單觸或多觸的方法，其中所述的感測資訊是 依據該另一個感測資訊產生。 前述的分辨單觸或多觸的方法，其中所述的另一個感測 資訊是依據該感測資訊產生。 前述的分解觸或細的方法，其情述㈣一個感測 資訊是由多個訊號值、多個差值組成或多個雙差值組成。 本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案 來實現。依據本發明提出的—種分辨單觸或多觸的I置包括 一控制器或一主機，執行下列作業：取得一感測資訊;判斷該感 測資訊中的每-侧碰相誠啦訊;以及對每—個具有單 201115429 零交會處的觸碰相關感測資訊進行一分析，以判斷出每一個 具有單零父會處的觸碰相關感測資訊是單觸還是多觸。 本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措 施進一步實現。 前述的分辨單觸或多觸的裝置，其中所述的分析包括： 依據每一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊分別決定一 對值，依據母一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊的該 對值分別计算出一對質心位置；以及依據每一個具有單零交 會處的觸碰相關感測資訊的該對質心位置間的一距離分別判 斷出是單觸還是多觸。 前述的分辨單觸或多觸的裝置，其中該對值的決定包 括：依據一正門襤限值決定該對值之一；以及依據一負門檻 限值決定該對值的另一個。 刖述的分辨單觸或多觸的裝置，其中正值的決定包括：依 據該正門檻限值決定大於該正門檻限值的至少一正值;以及 依據該至少一正值的最前面的值、最大值、最後面的值、相 鄰最前面的值的值、相鄰最大值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值之一。 前述的分辨單觸或多觸的裝置，其中負值的決定包括：依 據該負門檻限值決定小於該負門檻限值的至少一負值;以及 201115429 依據該至少一負值的最前面的值、最小值、最後面的值、相 鄰最前面的值的值、相鄰最小值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值的另一個。 前述的分辨單觸或多觸的裝置，其中依據每一個具有單 零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計算出一對質心 位置包括：依據每一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊 的該對值分別在該感測資訊決定一對範圍；以及依據每一個 具有單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍分別計算出 該對質心位置。 前述的分辨單觸或多觸的裝置，其中依據每一個具有單 零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計算出一對質心 位置包括：依據每一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊 的該對值分別在另一個感測資訊決定一對範圍；以及依據每 一個具有單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範凰分別計 算出該對質心位置。 知述的分辨單觸或多觸的裝置，其中所述的感測資訊是 依據該另一個感測資訊產生。 前述的分辨單觸或多觸的裝置，其中所述的另一個感測 資訊是依據該感測資訊產生。 則述的分辨單觸或多觸的裝置，其中所述的另一個感測 201115429 資訊是由多個訊號值、多個差值組成或多個雙差值組成。 本發明的目的及解決其技術問題另外再採用以下技術 方案來實現。依據本發明提出的—種分辨單觸或多觸的方 法’包括：取得-_資訊；判斷域測資訊中的每一個觸 碰相關感測資訊；觸每—個零交會處間具有雙峰的觸碰相 關感測資訊；以及在每―個零交會處間具有雙峰的觸碰相關 訊進行—分析’以判斷出每-個零交會處間具有雙峰 的觸碰相關感測資訊是單觸還是多觸。本發明的目的及解決 其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 本發明的目的及解決其技術問題另外還採用以下技術 方案來實現。依據本發明提出的一種分辨單觸或多觸的裝 置’包括-控制m主機，執行下列健：取得一感測資 訊，判斷該感測貧訊中的每一個觸碰相關感測資訊；判斷每 馨-個零交會關具有雙峰的觸軸H制資訊；以及在每一 個零交會糊具有雙峰賴碰相_測資職行-分析，以 判斷出每-個零交會處間具有雙峰的觸碰相關感測資訊是單 觸還是多觸。 本發明與現有技術概具有鶴的伽和有益效果借 由上述技術方案，本發明分辨單觸或多觸的方法與裝置至少 具有下列優點及有益效果： 11 201115429 一、本發明分解觸❹_縣趣紅制資訊呈 現的零交減少於實_碰數時，減可叫斷出被觸碰的 二、 本發明分辨單觸或多觸的方法與裝置在感測資訊呈 現的零交城錄實_魏時，韻如_纽觸 位置； 三、 本發明分辨單觸或多觸的方法與裝置可以依據差動 感測資訊的雛分料顺是麵，_軌絲值更為精 准；及 四、 本發明分解觸或細的方法與裝置在感測資訊為 雙差動感贿赠’域相躺差動_資輯特性分辨單 觸還是多觸，比判斷訊號峰值更為精准。 綜上所述’本發明是有關於一種分辨單觸或多觸的方法 與裝置。本發a月包括依據具有單一零交點的觸碰相關感測資 訊取得一對值，並且依據這對值計算出一對質心位置，藉由 這對質心位置間的距離判斷是單觸還是多觸。本發明在技術 上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、 實用的新設計。 上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚 了解本發明的技術手段，而可依照說明書的内容予以實施，
12 201115429 並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明 顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。 【實施方式】 本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露 的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施 行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申 ❿為提供更清楚的描述及使減該項技藝 者此理解本發_發明内容，圖示内各部分並沒有依照其相 對的尺寸’某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯 而顯知誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示 的簡潔。 201115429 感測資訊 在本發明中，感測資訊可以是击撫 由觸控裝置(Touch Sensing
Device)提供，表示觸控裴置上一雜 一 ^ 維度、二維度或多維度的狀 態’並且感測貝訊可Μ是由一個或複數個感測器㈣㈣取 得，經由-個或複數個類比數位轉換轉換域數個連續訊 號值’以表示_刺電荷、電流、賴、電容、阻抗或其 他電性特性的量或改㈣。_魏在取得或傳送的過糾 能是以輪替、餅或平行的方式進行，可複合成—個或複數 個訊號，本技術領域的普通技術人員可輕易推知。 本技術領域的普通技術人員亦可推知，本發明所述的感 測資訊包括但不限於感測器的訊號、感測器的訊號扣除基準 值(如未觸碰時的訊號或初始訊號)後的結果、前述訊號或訊 號扣除基準值後的結果經類比轉數位後的值、前述的值轉換 為其他表示方式的值。換言之’感測資訊可以是以訊號狀態、 儲存媒體(如暫存器、記憶體、磁碟、光碟）中的記錄的任何 由電性訊號轉換或可轉換成電性訊號的狀態來存在，包括但 不限於類比或數位形式。 感測資訊可以是以不同軸向的兩個一維度感測資訊被 201115429 提供。兩個一維度感測資訊可以被用來表示在觸控裝置上第 一轴向(如縱軸向)與第二轴向(如橫軸向)上的感測資訊，可分 別用來做第-軸向與第二轴向上的位置_，以分別提供第 一軸向與第二軸向上的一維度位置，或進一步構成二維度位 置。此外’兩個一維度感測資訊亦可以基於感測器間的距離， 被用來進行三角定位’偵測出在觸控裝置上的二維度位置。 感測育訊可以是以一二維度感測資訊被提供’二維度感 測資訊為_向上複數個—維度❹m訊所減。一個二維 度的感測資訊被提供可以表示一個二維平面上的訊號分佈， 例如以縱軸向上複數個一維度的感測資訊或橫軸向上複數個 一維度的感測資訊表示一個訊號陣列(signal matrix)，可依據 刀水領/貝算法或其他影像處理的辨識方法進行位置偵測。 在本發明的-範例中，觸控裝置上的感測區域包括由至 少一個第一感測器偵測的一第一二維度偵測範圍與至少一個 第二感測ϋ偵_-第二維度偵測範圍的重疊範圍。本技術 領域的普通技術人員亦可推知’感測區域可以是三個以上的 二維度偵測範圍的重疊範圍。 例如，單一感測器的偵測範圍為二維度偵測範圍，如基 於⑽機的光學式偵測(camera_based 〇ptical detecti〇n)的感測 器(如CCD或CMOS感測器)或表面聲波式偵測的壓電感測 器’由一維度御彳範g中取得—維度感測資訊。此一維度感 15 201115429 複數個時點感糊的資訊構成，不同時 點相應於不_歧、位置或範圍。此外，此—維度感測資 訊可以依據-時間區間内取得之影像(如CCD或CM〇s感測 裔所取传之影像)所產生。 又例如，二維度偵測範圍是由複數個感測器的偵測範圍 所構成’如每-個紅外線式制的光接受器、電容式制或 電阻式偵_線狀或帶狀導電條、或電磁式細的U形線圈 的偵測範圍為朝向-軸向的扇狀或帶狀偵測細，複數個在 一線段(直線或弧線)上朝向同一軸向排列的感測器的偵測範 圍可構成錄向的二維度_範圍，如構成矩形或扇形的平 面或弧面的债測範圍。 在本發明之一較佳範例中，觸控裝置上的感測區域包括 由第一軸向與第二軸向上的複數個感測器偵測的一二維度範 圍。例如自電容式偵測(self-capacitive detection)，提供一驅動 訊號給複數個第-感卿，並且感測這些第—感測器的第一 二維度偵測範圍電容性耦合的訊號或變化，以取得一第一一 維度感測資訊。此外，亦提供一驅動訊號給複數個第二感測 器’並且感測這些第二感測器的第二二維度偵測範圍電容性 輕合的訊號或變化，以取得—第二—維度感測資訊。 在本發明之另-範例中，觸控裝置上的感測區域包括由 複數個感測H _—二維度範騎複數個—維度感測資訊來 16 201115429 構成一二維度感測資訊。例如，當訊號源將驅動訊號施循序 加於一第一軸向上一感測器時，循序偵測一第二軸向上至少 一感測盗或同時偵測第二軸向上複數個(部份或全部)感測器 的訊號’可取得該軸向上的二維度感測資訊，其中感測器為 第一軸向至少一相鄰感測器或第二軸向至少一不相鄰但鄰近 感測器。例如在互電容式偵測(mutual_capacitive detecti〇n)或 類比矩庳電阻式偵測(Wog matrix resistive detection)，由複 • 數個感測器構成複數個感測處，分別偵測各感測處的感測資 訊。例如以複數個第一感測器(如複數條第一導電條)與複數 個第二感測器（如複數條第二導電條)交疊構成複數個交疊 區，輪流施加驅動訊號於每一個第一感測器時，相應於被施 加驅動訊號的第一感測器，循序偵測第二軸向上至少一第二 感測器或同時偵測第二軸向上複數個(部份或全部)第二感測 器的訊號或訊號變化，以取得相應於該第一感測器的一維度 • 感測資訊。藉由匯集相應於各第一軸向感測器的一維度感測 資訊可構成一二維度感測資訊。在本發明之一範例中，二維 度感測資訊可視為一影像。 本技術領域的普通技術人員可推知，本發明可應用於觸 敏顯示器(touch sensitive display)，例如具有或附加上述電阻 式偵測、電容式偵測、表面聲波式偵測、或其他偵測觸碰的 觸控裝置(或稱觸控裝置(touch sensitive device))的顯示器。因 17 201115429 此’基於雛顯抑或雛裝置所取得_資訊可視為觸敏 賀訊(1:〇11(；11 sensitive information) 15 在本發明之一範例中，觸控裝置是不同時點的連續訊 號’亦即連續由-個或複數個感測器同時偵測到的複合訊 號。例如，觸控裴置可以是電磁式，連續地掃瞄電磁式觸控 裝置上的線圈以發出電磁波，由一電磁筆上的—個或多個减 測器偵測制資訊，持續地複合成―職，再_比數位轉 換器轉換為複數個連續訊號值。此外，亦可以是電磁筆發出 電磁波或反射來自電磁式觸控裝置的電磁波，由觸控裝置上 的複數個感測器(線圈)來取得感測資訊。
觸碰相關感測資訊(t〇uch related sensing infonrmtiorO 外部物件(如手指)碰觸或接近觸控裝置時，會造成外部 物件碰觸或接近的相應位置的❹情訊產生相應的電性特性 或變化’紐雖較賊變錄大之紐接近外部物件中心 (如質心(eentmid)、重心、或幾何中心）。無論感測資訊是類比 或數位’連續的感測資訊可視為由連續複數個值所構成，上 迷外部物件+ 可能是減於—值或兩值之間。在本發明 中’連續複數健可喊減邱上的_或關上的連續。 201115429 本發明提供的第一種一維度感測資訊是以複數個連續 的訊號值呈現’可以是在一時間區間中複數個感測器债測的 訊號值’或連續的時間區間中單一感測器偵測的訊號值，亦 可以是單一時間區間中單一感測器相應不同俄測位置债測到 的訊號值。在感測資訊以訊號值呈現的過程中，可以是輪流 將相應個別感測器、時間區間或位置的訊號轉換成訊號值， 亦可以是取得部份或全部的感測資訊後再分析出個別的訊號 • 值。當外部物件碰觸或接近感測裝置時，一維度感測資訊的 連續訊號值可以是如第一 B圖所示，碰觸位置為相應外部物 件的感測資訊的峰14，其中峰14可能落於兩訊號值之間。 如前述，本發明不限定感測資訊存在的形態’訊號值可視為 感測器的訊號的另一種形態。為簡化說明，在以下敘述中是 以訊號值型態的實施方式來敘述本發明，本技術領域的普通 技術人員可依據訊號值型態的實施方式推知訊號型態的實施 φ 方式。 本發明提供的第二種一維度感測資訊是以複數個連續 的差值(Difference)呈現，相對於上述訊號值，每個差值為一 對訊號值的差值，並且連續複數個差值呈現的感測資訊可視 為差動感測資訊(differential sensing information)。在本發明 中，差動感測資訊的取得可以是在感測時直接取得，如同時 或連續地取得複數個訊號，每一個差值是依據相應於一對感 19 201115429 測器、時間區間或位置的差動訊號來產生。差動感測資訊亦 可以是先產生包括複數個訊號值的原始感測資訊(〇riginal sensing information)後’再依據原始感測資訊來產生。如前 述’本發日Θ不限定感測資訊存在的形態，差值可視為差動訊 號的另一種形態。為簡化說明，在下面敘述中是以差值型態 的實施方式來敘述本發明，本技術領域的普通技術人員可依 據差值型態的實施方式推知差動訊號型態的實施方式。 在本發明之一範例中，差值可以是相鄰或不相鄰的一對 訊號值間的差值，例如每個訊號值與前一訊號值的差值或 是每個訊號值與後一訊號值的差值。在本發明之另一範例 中，差值可以是不相鄰兩訊號值間的差值。當外部物件碰觸 或接近觸控裝置時維度制資訊的連續差值可以是如第 一 C圖所示，外部物件位置為相應外部物件的感測資訊的零 交會處15 ’其中零交會處15可能落於兩訊號值之間。在本 發明的一範例中，在觸控裝置上，每一個差值的相應位置為 兩訊號值相應的位置的中間。 本發明提供的第三種一維度感測資訊是以複數個連續 的雙差值(Dual Di£ferences)呈現，相對於上述訊號值或差值， 每個雙差值可以是一第一對訊號值的差值與一第二對訊號值 的差值的和或差’亦即兩對訊驗的差值和或差。在本發明 之一範例中，第一對訊號值的差值與第二對訊號值的差值分 20 201115429 別為一第一差值與一第二差值，並且雙差值為第一差值與第 二差值的差’其中第一差值與第二差值皆為在前的訊號值減 在後的訊號值的差或在後的訊號值減在前的訊號值的差。在 本發明之另一範例中’第一對訊號值的差值與第二對訊號值 的差值分別為一第一差值與一第二差值，必且雙差值為第一 差值與第二差值的和，其中第一差值與第二差值之一為在前 的訊號值減在後的訊號值的差，並且第一差值與第二差值之 另一為在後的訊號值減在前的訊號值的差。例如，兩對訊號 值依序包括一第一訊號值、一第二訊號值、一第三訊號值、 一第四訊號值，該相應於該四個訊號值的雙差值為(第二訊號 值-第一訊號值)+(第三訊號值-第四訊號值）、（第二訊號值_第 一訊號值)-(第四訊號值-第三訊號值）、（第一訊號值·第二訊 號值)+(第四訊號值-第三訊號值）或（第一訊號值_第二訊號 值Η第三訊號值-第四訊號值）。此外，連續複數個雙差值組 成的感測資訊可視為雙差動感測資訊(dUal-differential sensing information)。在本發明中，雙差值並不限定是在產生訊號值 或差值後產生，亦可以是在感測資訊被提供時已分別完成兩 對訊號的相減後的和或差，提供相似或等效於兩對訊號值的 差值的和或差的雙差動訊號。如前述，本發明不限定感測資 訊存在的形態，雙差值可視為感測器的雙差動訊號的另一種 形態。為簡化說明，在下面敘述中是以雙差值型態的實施方 21 201115429 式來敘述本發明，本技術領域的普通技術人員可依據雙差值 型態的實施方式推知雙差動訊號型態的實施方式。 在本發明之一範例中，當外部物件碰觸或接近觸控裝置 時’兩對訊號值由相鄰或不相鄰的三個訊號值組成。在本發 明之一範例中，前兩個訊號值的差值與後兩個訊號值的差值 分別為一第一差值與一第二差值，並且雙差值為第一差值與 第二差值的差’其中第一差值與第二差值皆為在前的訊號值 減在後的訊號值的差或在後的訊號值減在前的訊號值的差。 在本發明之另一範例中’前兩個訊號值的差值與後兩個訊號 值的差值分別為一第一差值與一第二差值，必且雙差值為第 一差值與第二差值的和’其中第一差值與第二差值之一為在 前的訊號值減在後的訊號值的差，並且第一差值與第二差值 之另一為在後的訊號值減在前的訊號值的差。例如，兩對訊 號值依序包括一第一訊號值、一第二訊號值、一第三訊號值， 該相應於該三個訊號值的雙差值為（第二訊號值_第一訊號 值)+(第二訊號值_第三訊號值)、(第二訊號值_第一訊號值)·(第 三訊號值-第二訊號值)、（第一訊號值_第二訊號值)+(第三訊號 值-第二訊號值)或(第一訊號值_第二訊號值)_(第二訊號值-第 三訊號值）。當兩對訊號值由相鄰的三個訊號值組成，並且外 部物件碰觸或接近觸控裝置時，一維度感測資訊的連續雙差 值可以是如第一 D圖所示，其中外部物件位置為相應外部物 22 201115429 件的感測資訊的中央峰16，其中中央峰16可能落於兩訊號 值之間。§兩對訊號值由不相鄰的三個訊號值組成，並且外 雜件碰觸或接補控装置時，—維度制資訊的連續雙差 值可以是如第-E騎示’其巾外部物雜置為相應外部物 件的感測資訊的中央峰n，其中央峰π可能落於兩訊號值 之間。 在本發明中，相應個別感測器、時間區間或位置的感測 資訊可以是細||偵_減，當纖為類比時，可經由類 比數位轉換器轉換成數位的訊號值。因此，上述的差值亦可 以是一對訊號的差的值，例如是一對訊號經差動放大器進行 相減後所轉換的值。同樣地，雙差值亦可以是兩對訊號分別 經差動放大器進行相減後再相加(或相減)所轉換的值。本技 術領域的普通技術人員可推知本發明所述之差值與雙差值包 括但不限於疋以訊號或訊號值來產生，亦包括硬體或軟體實 施過程中的記錄(電性記錄、磁性記錄、光學記錄）、訊號或 訊號值的暫時狀態。 換言之’感測資訊可以是感測器上或感測器間的訊號、 差動訊號(如一對訊號差）、雙差動訊號(如二對訊號差的和或 差）’訊號值、差值、雙差值(經類比轉數位後的訊號、差值、 雙差值)為另一種存在形態。由於訊號與訊號值、差動訊號與 差值、雙差動訊號與雙差值可以是感測資訊在不同階段的呈 23 201115429 現。此外’為簡化說明’在本發明的說明中以觸碰相關感測 負訊況指相應於外部物件觸碰或接近的感測資訊，如原始觸 碰相關感測資訊、差動觸碰相關感測資訊、雙差動觸碰相關 感測資訊。 本技術領域的普通技術人員可推知在差值或雙差值 中，零交會處位於至少一正值與至少一負值間，亦即位於一 對正值與負值之間(between a pair of positive and negative ^ values)。相應於外部物件接近與觸碰的差值或雙差值為連續 的至少一正值與至少一負值的交替組合，至少一正值與至少 一負值間為彼此相鄰或間隔至少一零值。在大部份的情況 下，相應於外部物件接近或觸碰的差值或雙差值為連續的複 數個正值與複數個貞值較她合，正健紐間的零交會 處可能是至少一零值或位於兩值間。 • 相對地’觸碰相關的訊號值為複數個連續的非零值，或 可能是-個不相鄰其他非零值的獨立非零值。在某些情形 中’一個不相鄰其他非零值的獨立非零值可能是因雜訊所產 生’需要靠-門檻值或其他機制辨識或排除扣細）。 由於在雜訊較大時，有可能產生類似外部物件接近盘觸 碰的零交核’因此在本㈣之—範财，聽落於-零值 涵内的值皆視為零值，相應於外部物件接近與觸碰的差值 或雙差值鱗續餘個大於―正卩〗細值與小於—負門插的 24 201115429 值的交替組合，大於-正門檻的值與小於一負門捏的值間的 零交會處可能是至少一零值或位於兩值間。 綜合上述，差動觸碰相關感測資訊與雙差動觸碰相關感 測資訊為包括零交會處的連續至少一正值與至少一負值的交 替組合，其中零交會處可能是至少一零值或位於正值與負值 間。換$之’本發明將差動觸碰相關感測資訊為雙差動觸碰 鲁 相關感測貧訊中正值與負值間連續複數個零值亦視為零交會 處，或其中一個零值為零交會處。 在本發明之-範例中，觸碰相關感測資訊預設是由至少 -正值或-貞值祕’由起始的至少—正絲貞健尋包括 零乂會處的連續至少-正值與至少—貞值較替組合，其中 零交曰處可1疋至少-零值或位於正值與貞值間。在觸碰相 關的差動感測資訊中，至少―正值與至少—負值的交替組合 • Α對襯出現’並且在觸碰相關的雙差動感測資訊中，至少一 正值與至少-負值的交替組合為不對襯出現。在本發明的另 一祀例中’觸軸_測#訊是連續_零值，如連續複數 個非零的訊號值。 上述至4 -正值可視為—正值集合，包括至少一正值， 同樣地上述至少一負值可視為一負值集合，包括至少一負 因此上述較她合可以是包括—正鶴合與一負值集 合的兩個集合的組合或三個以上的集合以正值集合與負值集 25 201115429 合父互穿_組合4本發明之—範财，可能在屬 個、或多個正鶴合與貞鶴合間存在至少一零值。 系統架構 為了更清楚說明本發明的感測資訊的產生方式，本發明 採用電谷式觸錄置糊，本技術領域的普通技術人員可輕 易推知其他制於電喊、紅外線式、表面聲波式、光學式 觸控裝置的應用方式。 凊參照第-F圖’本發明提出—種位置偵測裝置1〇〇， 包括-感測裝置120 ’與一驅動/债測單元13〇。感測裝置12〇 具有-感測層。在本發明之—範例中，可包括一第一感測層 120A與一第一感測層12〇B，第一感測層i2〇A與第二感測 層120B分別有複數個感測器14〇，其中第一感測層12〇A的 複數個弟一感測器14〇a與第二感測層120B的複數個第二感 測器140B交叠。在本發明之另一範例中，複數個第一感測 器14〇A與第二感· 14犯可以配置在共平面的感測層中。 驅動Αί貞測單it 130依據複數個感測㈣⑽的訊號產生一感測 貧訊。例如在自電容式偵測時，是感測被驅動的感測器M〇， 並且在互點谷式偵測時’是感測的是沒有被驅動/偵測單元 26 201115429 130直接驅動的部份感測器140。此外，感測裝置120可以是 配置在顯示器11〇上’感测裝置12〇與顯示器11〇間可以是 有配置一背盾層(shielding layer)(未顯於圖示)或沒有配置背 盾層。 本發明的位置偵測裝置100可以是應用於一計算系統 中，如第一 G圖所示，包括一控制器16〇與一主機17〇。控
制器包含驅動/偵測單元130，以操作性耦合感測裝置12〇(未 顯於圖示）。此外，控制器16〇可包括一處理器161，控制驅 動/偵測單兀130產生感測資訊，感測資訊可以是儲存在記憶 體162中’以供處理器161存取。另外，主機17()構成計算 系統的主體，主要包括—巾央處理單元m，以及供中央處 理單元⑺存取的儲存單元173，以及顯示運算結果的顯示 器 110。 在本發明之另一範例中，控制器160與主機170間包括 -傳輸界面，控制單元透過傳輸界面傳送資料至主機，本技 術領域的普通技術人貝可推知傳輸界面包括但不限於 UART、USB、此、Bluet00th、書i等各種有線或無線的傳 輸界面。在本發明之-範例中，傳輸的資料可以是位置(如座 標）、辨識絲(如手勢代碼）、命令、_魏錢他控 160可提供之資訊。 在本發明之-範例中’感测資訊可以是由處理器⑹控 27 201115429 制所產生的初始感測資訊㈣tial sensing祕__，交由主 機170進行位置分析，例如位置分析、手勢判斷、命令辨識等 等。在本剌之另—範例中’制資訊可以是域理器161先 進行分析，再將判斷出來的位置、手勢、命令等等遞交給主機 170。本發明包括但不限於前述之範例，本技術領域的普通技 術人員可推知其他控制器160與主機17〇之間的互動。 請參照第二A圖所示’在本發明之一範例中，驅動/债測 單元130可以是包含驅動單元13〇A與偵測單元13〇B。感測裝 置120的複數個感測器140是經由複數條導線(wires)操作性輕 合至驅動Af貞測單元130。在第二A圖之範例中’驅動單元13〇A 與偵測單元130B是分別經由導線W1操作性耦合至感測器 140A與經由導線W2操作性耦合至感測器i4〇B。 例如，在自電容式偵測時，驅動單元Π0Α是經由導線 wi在一第一時段輪流驅動或同時驅動全部感測器140Α，亦 可以是分次同時驅動部份感測器140Α，由偵測單元130Β經導 線W1依據感測器140Α的訊號產生一第一軸向的感測資訊(一 維度感測資訊)。同理，驅動單元130Α是經由導線W2在一第 二時段輪流驅動或同時驅動全部感測器140Β，亦可以是分次 同時驅動部份感測器140Β，由偵測單元130Β經導線W2依據 感測盗140Β的訊號產生一弟二轴向的感測貢訊（一維度感測 資訊）。 28 201115429 又例如，在互電容式偵測時，驅動單元13〇A是經由導線 W2在第一時段輪流驅動感測器14〇B，分別在每一個感測器 140B被驅動時’由偵測單元丨3〇B經導線W1依據感測器14〇A 的訊號產生相應於被驅動感測器的第一軸向的一維度感測資 訊’這些第一軸向的一維度感測資訊構成第一軸向的一二維度 感測資訊(或一影像）。同理，驅動單元13〇A是經由導線W1 在第一又輪流驅動感測器，分別在每一個感測器Μ从 被驅動時，由偵測單元130Β經導線W2依據感測器14〇Β的 訊號產生相應於被驅動感測器的第二轴向的一維度感測資 訊’這些第二軸向的一維度感測資訊構成第二軸向的一二維度 感測資訊(或一影像）。此外，驅動單元13〇Α與偵測單元13〇Β 間可以經由線路132提供訊號來進行同步，線路132的訊號可 以是由上述處理器160提供。 明參第一 Β圖所示，感測裝置12〇也可以是只產生單 -轴向的—維度感咐訊，在本範例巾是由導線輪流驅動 感測斋140B，分別在每一個感測器14〇B被驅動時，由偵測單 元議經導線W1依據感測器14〇A的訊號產生相應於被驅 動感測II的-維度制資訊’這些—維度_資訊構成一二維 度感測資訊(或一影像）。 換&之’本發明之位置债測襄置1〇〇可以是具備產生兩 個轴向的轉制資訊或兩個㈣的二維度感測資訊的能 29 201115429 力，或者是兼具產生兩個轴向的—維度感測資訊與二維度感測 資訊的能力’亦可以只產生單轴向的二維度感測資訊。本發明 包括但不限於上述電容式位置細裝置，本技術賴的普通技 術人員可輕祕知其他翩於電阻式、紅外線式、表面聲波 式、光學式觸控裝置的應用方式。 請參照第三A圖所示，上述偵測單元丨3〇B是經由導線(如 W1)操作性耦合至感測裝置，操作性耦合可以是由一切換電路 310來達成，切換電路可以是由一個或多個多工器、開關(switch) 等電性元件組合，本技術領域的普通技術人員可推知其他切換 電路之應用。感測器14〇的訊號可以是由一偵測電路32〇來偵 測’當偵測電路320輸出的訊號為類比時，可再經由類比轉數 位電路320來產生感測資訊SI。感測資訊SI可以是類比或數 位，在本發明一較佳範例中，感測資訊為數位型式。本發明包 括但不限於上述範例’本技術領域的普通技術人員可推知偵測 電路320與類比轉數位電路330可以是整合於一個或多個電 偵測電路320可以是由一個或多個偵測器組成，每—個 偉測器接收至少一感測器140的訊號來產生一輸出，偵測器可 以是如第三B圖至第三D圖的偵測器340、350、360所示。 在本發明之一範例中，對於感測器140的訊號的偵測， 可以是以一積分器來偵測’本技術領域的普通技術人員可推知 201115429 其他如類比轉數位n等可制電,_性(如賴、電流、電容、 電感等等则路亦可翻於本發明。積分器可心是可以是以 -放大器ant來實施，具有一輸入(如第三3圖的積分器322 所示)或-對輸入(如第三c圖及第_積分器324所示)， 以及-輸出’輸出的訊號可以是經由類比轉數位電路，來產 生感測資訊SI的值，每—個麵產生可以是透過—重置訊號 來控制’如第二B圖至第三D圖的重置訊號Sreset。 在本發明之另-範例中，感測器14〇的訊號為交流訊號， 隨-對半週細改變’因此對於❹彳！！ 14㈣訊號_測也是 依據不同的半職而改變’如在前半職__器14〇的訊 號’在後半週期偵測感測器〗40的反向訊號，反之亦然 。因此， 感測二140的訊號的偵測可以是透過一同步訊號sSync來控 制如弟一 B圖至第二C圖所示，同步訊號；5Sync與感測器 140的訊號可以是同步或具有相同週期。例如，利用同步訊號 Ssync控制一個或多個開關(如開關電路奶、323、奶)在基點 P1與P2間切換，在前半週期偵測感測器14〇的訊號，在後半 週期偵測感測器140的反向訊號。在第三B圖中，反向信號 可以是藉由一反向器Cinv來提供。 在本發明之再一範例中，感測器14〇的訊號的偵測是在 至少一週期的至少一預設的時段(或相位)偵測，可以是在前半 週期的至少一時段與後半週期的至少一時段來偵測，亦可以只 31 201115429 2二週期或只在後半週期的至少—時段來細。在本發明之 較^範辦’是先掃描—獅中峨較佳的至少-時段，作 為偵測時段，其中伽時段姆於其他時段受_訊的干擾較 =細時段的掃描可以依據至少-個感測器的訊號在至少〆 週射每-個時段的細來判斷。在細時朗斷出來之後， 感測器140的訊號的偵測只在偵測時段偵測，可以是透過一訊 號來控制’如第二B圖至第三D圖巾的致能峨&福e。 本發明是依據至少-細H MQ的職來產生感測資訊 SI的值。在本發明之—制中，細f訊SI {由複數個訊號 值組成。例如第三B圖所示，是由一輸入311操作性輕合至一 感測二14〇 ’來偵測出一訊號，再經由類比轉數位電路mo產 生感測資訊SI的一訊號值。在本發明之另一範例中，感測資 訊SI是由複數個差值組成。例如第三c圖所示，是由一對輸 入312、313操作性耦合至一對感測器14〇，來偵測出一差動 訊號，再經由類比轉數位電路330產生感測資訊SI的一差值 (或稱單差值)。在本發明之再一範例中，感測資訊si是由複數 個雙差值組成。例如第三D圖所示。是由三個輸入314、315、 316操作性耦合至三個感測器14〇，來偵測出一雙差動訊號， 再經由類比轉數位電路330產生感測資訊SI的一雙差值。雙 差動訊號是依據一對差動訊號的差來產生，每一個差動訊號是 依據一對感測器的訊號來產生。換言之，雙差動訊號可以是依 32 201115429 據一第—對感·與—第二對感測器的訊號來產生，第一對感 測器為三個感測器中的前兩個感測器，並且第二對感測器為三 個感測器㈣後兩個感測n，其巾三個器可以是相鄰或不 相鄰。 在本發明之-較佳範例中，價測電路32〇包含複數個侦 測裔’可同時產生感測資訊SI中的全部或部份的值。例如第
圖至第二】圖所示’細電路挪可以是由複數個偵測器 340 350或360所組成，這些偵測器的輸出再由類比轉數位 電路330轉換成感測資訊SI的值。 祕轉数位電路330包括至少-類比轉數位器ADC，每 個類比轉數位$可以是只依據_侧㈣輸出產生感測資 訊SI的值’如第三E圖、第三G圖、第三I圖所示，亦可以 是輪流由複數個偵測器的輸出產生感測資訊SI的值，如第三F 圖第一 Η圖、第三J圖所示。感測資訊SI的值可以是平行 產生也可以是序舰生’在本發狀—齡範例中，感測資訊 SI的值是相產生，可以是由，換電路37〇來軸，例如將 複數個類比轉數位器輪流輸出感測資tfl SI的值，如第三E圖、 第三G圖、第三【圖所示，或將複數個積分器的輪出輪流提供 給-類比轉數位||來產生感測資訊SI的值，如第三 二Ή圖、第三了圖所示。 田 據此’在本發明之-範射，是依據複__㈣訊 33 201115429 號產生具有複數個訊號值的感測資訊si，其中每一個訊號值是 依據一個感測器的訊號來產生，如第三B圖、第三E圖與第 三F圖所示。在本發明之另一範例中，是依據複數個感測器的 訊號產生具有複數個差值的感測資訊SI，其中每一個差值是依 據一對感測器的訊號來產生，如第三C圖、第三G圖與第三 Η圖所示。在本發明之再一範例中，是依據複數個感測器的訊 號產生具有複數個雙差值的感測資訊SI ’其中每一個雙差值是 依據二個感測器的訊號來產生，如第三D圖、第三I圖與第三 J圖所示。 在第二Ε圖至第三j圖中，連接複數個偵測器的導線包 括但不限於導線W1，亦可以是導線Μ。積分器肖導線間包 括但不限於直接連接，亦可以是透過鳩電路來連接，如第 三Α圖所示。在本發明之一範例中，感測資訊的值是由價測 電路320的至少—個偵測器以複數次偵測來產生，侧電路 320是透過切換電路烟由這些感測器中挑選部份的感測器 來進打偵測。此外’只有被挑選的感測器被驅動單元職 驅動’例如是在自電容式偵測中。另外，亦可以是只有被挑 選的感測賴部份购於被挑_制||被驅動單元130a 驅動。 在本發明的-第一範例中，感測資訊可以是由 電路取得’雙差動電路包括：―第—級差動電路、—第二級 34 201115429 差動電路與一量測電路 圖所示。
例如第三D 圖、第 圖或第 第-級差動電路包括一對或複數個第 關電路325中的差動放大器），每一 咸法_如開 . 固第一減法器分別依據钫 二感測器中的-對感測器的訊號產生—第—級差值訊號。。 此外’第二級差動電路包括—個或複數個第二減法
2分電路324中的積分器），每一個第二減法器分別依據這 二第-級差值訊號中的-對第—級差值峨產生 值訊號。 -另外，量測電路可以是如第三八圖的類比轉數位電路所 不’可以疋如第三D ®的積分器324與類比轉換電路施^ 所組成，或是如第三1圖的複數個積分Β 324、複數個類比轉 換電路ADC與-切換電路別所組成，亦可以是如第三j 圖的複數個積分器324、一切換電路370與一類比轉換電路 ADC所組成。此外，量測電路是在一個或複數個時點量測這 些第二級差值訊號，以產生該感測資訊。例如第三D圖或第 二J圖所示’是在複數個時點量測這些第二級差值訊號，或 如第三I圖所示’是在一個時點量測這些第二級差值訊號。 在本發明第三D圖、第三I圖與第三j圖中，是以差動 積分器324同時進行訊號相減與量測，其中訊號量測可再包 35 201115429 括以類比賴電路adc產生-數健。前軸麵示與說 明僅為本發明之範例之一，並非用以限制本發明，本技術領 域的普通技術人員可推知訊號相減與訊號量測可以是以不同 電路施行，例如先經過一減法器再經過一積分器，在此不再 贅述。 在前述雙差動電路中，感測資訊的每一個值分別是由這 _ 些第二級差值訊號之一產生，並且每一個第二級差值訊號分 別是由所述一對第一級差值訊號的一第一差值訊號與一第二 差值訊號產生，其中第一差值訊號是分別依據這些感測器的 一第一感測器與一第二感測器的訊號產生，並且第二差值訊 號是分別依據這些感測器的第二感測器與一第三感測器的訊 號產生。換言之，感測資訊的每一個值分別相應於這些感測 器中三個感測器的訊號。 % 在本發明的一第二範例中，感測資訊可以是由一差動電 路取得’差動電路包括：一個或複數個減法器與一量測電路， 例如第三C圖、第三G圖或第三Η圖所示。在這些減法器 中’每一個減法器分別依據一對感測器的訊號產生一差值訊 號。量測電路則量測這些差值訊號，以產生一差動感測資訊， 其中感測資訊的每一個值分別是由差動感測資訊的一對值的 差值。 此外，量測電路是在一個或複數個時點量測這些第二級 36 201115429 差值訊號，以產生該感測資訊。例如第三c圖或第三ή圖所 不，疋在複數個時點量測這些第二級差值訊號，或如第三G 圖所示，是在一個時點量測這些第二級差值訊號。 在第三C圖、第三G圖或第三η圖，減法器與量測電 路的部份可以是由積分器324來實施。前述相關圖示與說明 僅為本發明之範例之一，並非用以限制本發明，本技術領域 的普通技術人員可推知訊號相減與訊號量測可以是以不同電 路施行，例如先經過一減法器再經過一積分器，在此不再贅 述。 此外，感測資訊的每一個值分別是差動感測資訊的一第 一差值與一第二差值的差值，其中第一差值是分別依據這些 感測器的一第一感測器與一第二感測器的訊號產生，並且第 二差值是分別依據這些感測器的第二感測器與一第三感測器 的訊號產生。換言之，感測資訊的每一個值分別相應於這些 感測器中三個感測器的訊號。 在本發明的第三範例中，感測資訊可以是由一量測電路 取得，如第三Β圖、第三Ε圖或第三F圖所示。量測電路在 一個或複數個時點量測這些感測器的訊號，以產生一初始感 測資訊，感測資訊是依據初始感測資訊產生，其中感測資訊 的每一個值分別是由初始感測資訊的三個值產生。 37 201115429 此外，量測電路是在一個或複數個時點量測這些第二級 差值訊號’以產生該感測資訊。例如第三B圖或第三F圖所 示，是在複數個時點量測這些第二級差值訊號，或如第三E 圖所示，是在一個時點量測這些第二級差值訊號。 感測資訊的每一個值分別是一第一差值與一第二差值 的差或和，其中第一差值為初始感測資訊的二個值的前兩個 值的差值，並且第二差值為初始感測資訊的三個值的後兩個 值的差值。換言之’所述初始感測資訊的三個值分別是一第 一值、一第二值與一第三值，感測資訊的每一個值分別是(第 二值-第一值)-(第三值_第二值）、（第一值-第二值)_(第二值_第 三值）、（第二值-第一值)+(第二值-第一值)或（第一值-第二 值)+(第三值-第二值）。前述初始感測資訊的每一個值是依據 這些感測器之一的訊號產生，換言之，感測資訊的每一個值 分別相應於這些感測器中三個感測器的訊號。 在發明的一範例中’感測資訊中的每一個觸碰相關感測 資訊具有兩個零交會處，並且被外部物件接近或觸碰的位置 是依據每一個觸碰相關感測資訊判斷出來。在發明的另一範 例中，觸碰相關感測資訊位於感測資訊最前面部份或最後面 部份，外部物件僅部份接近或觸碰感測裝置的主動區邊緣， 而不具有兩個零交會處，需要例外處理。 此外，前述的時點可以是包括但不限於經過一個或多個 38 201115429 時脈，或一個或多個時脈的部份。 再者’以感測資訊的取得與產生可以是由前述控制器 160來實施，上述雙差動電路、差動電路與量測電路亦可以 是由控制器160來實施。 在本發明中，感測器可以是由複數個導電片與連接導線 所構成’例如是由複數辦結導料連—連㈣菱形或方形 φ 導電片所構成。在結構上，第-感測器140A與第二感測器 1·的導電#可以是排列不同平面，亦可以是排列在相同平 面。例如，第一、第二感測層12〇A、12〇B間隔著—絕緣層 或一壓阻(piezoresistive)層，其中壓阻層可以是由異方性導電 膠所構成。又例如，第一感測器14〇A與第二感測器14〇b的 導電片大體上排列在同一平面，第一感測器14〇A的連接導 線跨過第一感測器140B的連接導線。此夕卜，第—感測器.A • 的連接導線與第二感測器140B的連接導線間可配置一墊 片’墊片可以是由絕緣材質或壓阻材質所構成。 因此，在本發明之一範例中，每一感測器感測一感測範 圍，並且是由複數個感測器來感測，這些感測器包含複數個 第一感測器與複數個第二感測器，這些第一感測器間的感測 範圍平行，並且這些第二感測器間的感測範圍平行，這些第 一、第二感測器的平行感測範圍交疊構成一交疊區陣列。例 如這些第一、第二感測器分別為橫向與縱向排列的兩列紅外 39 201115429 線接收器’分別感測重直與水平的平行掃瞄範圍，重直與水 平的平行掃瞄範圍交錯處構成一交疊區陣列。又例如上述重 直與水平的平行掃瞄範圍係由電容式或電阻式的複數條交疊 的感測器來實施。 感測資訊轉換（Conversion of Toudi Semitive
Information) 上述感測資訊之訊號值、差值、雙差值間可以相互轉 換。在本發明提供之—第—轉換方式巾，是將連續的訊號值 轉換成連、^的差值’每—個差值為__對相鄰或不相鄰訊號值 的差值。 在本發明提供之-第二轉換方式中，是將連續的訊號值 轉換成連續的雙錄’每—個雙差值為兩親號值的差值和 或差。 在本發明提供之-第三轉換方式中，是將連續的差鋪 =成連續的識值，_—遍值加上麵或錢所有差值 ’產生相應的訊號值，組成連續的訊號值。 在本發明提供 換成連續的雙差值 之一第四轉換方式中，是將連續的差值轉 ’母一個雙差值為相鄰或不相鄰的一對差 201115429 值的和或差。 在本發明提供之一第五轉換方式中，是將連續的雙差值 轉換成連續的差值，以每一個雙差值加上在前或在後所有雙 差值來產生相應的差值，組成連續的差值。 在本發明提供之一第六轉換方式中，是將連續的雙差值 轉換成連續的訊號值。在本發明的一範例中，是以每一個雙 • 錄加上在前所有雙差值來產生相應的差值，組成連續的差 值’再以每-個差值減去在後所有的差值來產生相應的訊號 值，組成連續的訊號值。在本發明的另一範例中，是以每一 個雙差值齡在前所有雙差值來產生相應的差值，組成連續 的差值，再以每-個差值加上在後所有的差值來產生相應的 訊號值，組成連續的訊號值。 前述加上在前或在後的所有差值或雙差值可以是以向 魯前或向後累加或累減方式來依序產生相應的訊號值或差值。 上述的轉換方式包括但不限於-維度感測資訊的轉 換，本技術領域的普通技術人員可推知上述的轉換方式亦可 以應於於二維度感測資訊或三維度以上的感測資訊。:°， 本技術領_普通技術人貞可推知上_轉換方式的作業可 以是由前述控制器160或主機no來執行。 ' 據此，在本發明之-範例中，是將价測到的第—形式的 201115429 感測資訊(如一維度、二維度感測資訊)轉換成用於位置分析 的感測資訊。在本發明之另一fe例中，是將偵測到的第一形 式的感測資訊轉換成一第二形式的感測資訊，再將第二形式 的感測資訊轉換成用於位置分析的感測資訊，例如由連續的 雙差值轉換成連續的訊號值。 馨 一維度位置分析(One Dimension P〇siti〇n Analysis) 本發明提供的一第一種位置分析是依據感測資訊中複 數個差值分析出零交會處(zero-crossing)的位置作為外部物件 相應的位置。本技術領域的普通技術人員可推知位置分析可 以是包括但不限於外部物件接近與觸碰的判斷，亦即外部物 件相應的位置的判斷包括但不限於外部物件接近與觸碰的判 • 斷。 在本發明之一範例中’是搜尋包含一正值與一負值的一 對鄰近差值，即零交會處兩侧的一對正值與負值，再判斷出 這對鄰近的差值間零交會處的位置，例如依據這對鄰近的差 值產生一斜率來判斷出零交會處。此外，更可以是依據正值 與負值的出現的先後順序配合鄰近的差值間零交會處的判 斷。前述的這對鄰近的差值可以是相鄰的差值，亦可以中間 42 201115429 包含至少一零值的非相鄰的差值。此外，可以是以一預設的 排列順序來搜尋這對鄰近正值與負值，例如是搜尋先出現正 值再出現負值的一對鄰近正值與負值。 在本發明之另一範例中，是利用一門檻限值決定搜尋零 父會處的起始位置，由起始位置搜尋包含一正值與一負值的 一對鄰近的差值，再依據這對鄰近的差值判斷出零交會處的 位置。本技術領域的普通技術人員可推知在差值表示的感測 資訊中’相應於外部物件接近或觸碰的感測資訊大於一正門 檻限值或小於一負門檻限值時，以此門檻限值所進行的搜尋 包括但不限於對外部物件接近或觸碰的判斷。換言之，在掃 描感測資訊的過程中’每當感測資訊大於一正門檻限值或小 於一負門檻限值時，可判斷出感測資訊存在相應一外部物件 接近或觸碰的零交會處。 例如以一門檻限值奏生相應於正值的差值的二值化 值，例如小於門檻限值(如正門檻限值)的差值以〇或偽值 (false)代表，並且大於門檻限值的差值以1或真值(true)代表， 以相鄰差值為10的1處或真值及爲值的真值處為起始位置， 零交會處的搜尋方向為向後搜尋。同樣地，可以是以大於門 植限值(如負Π植限值)的差值以0或偽值(false)代表，並且小 於門權限值的差值以1或真值(tme)代表，以相鄰差值為〇1 的1處或真值及偽值的真值處為起始位置，零交會處的搜尋 43 201115429 方向為向前搜尋。 例如表一及第四A圖為以門檻限值判斷外部物件接近 或觸碰的範例。
範例中包括相應15個感測器的訊號值與差值，以及利 用一正門梭限值T1(以4為例)及一負門檻限值T2(以-4為例) 的判斷結果。在细正門觀值關斷結果巾，起始位置10 、處4個差值與第1〇個差值，在圖示中以直紋棒為 例，代表有兩個外部物件接近或觸碰。同樣地，在利用負門 插限值的判斷結果中，起始位置為相鄰差值為⑴的1處，即 44 201115429 第5個差值與第12個差值，在圖示中以橫紋棒為例，代表有 兩個外部物件接近或觸碰。本技術領域的普通技術人員可推 知起始位置的數量相應於外部物件接近或觸碰的數量，本發 明不限於本範例中的2個外部物件接近或觸碰的數量，亦可 以是1個或更多個。 在本發明之另一範例中，是利用一第一門檻限值與一第 二門檻限值決定搜尋零交會處的區間，包括但不限於判斷出 一外部物件的接近或觸碰，再由區間内搜尋零交會處的位 置。例如以一第一門檻限值產生相應於正值的差值的二值化 值’例如小於門檻限值的差值以〇(或偽值(false))代表，並且 大於門檻限值的差值以1(或真值(true))代表，以相鄰兩差值 為10處的1為起始位置。此外，以第二門檻限值產生相應於 負值的差值的二值化值，例如大於門檻限值的差值以0(或偽 值)代表，並且小於門檻限值的差值以1(或真值)代表，以相 鄰兩差值為01處的1為結束位置。另外，將起始位置、結束 位置配對決定搜尋零交會處的區間。在本發明的一範例中， 是以起始位置(如10處t的1位置)與結束位置(如〇1處中的 1位置)間的斜率躺零交會處。本技術領域的f通技術人 員可推知上述起始位置與結束位置可分別互換為結束位置與 起始位置。本技術領域的普通技術人員亦可推知可以是起始 位置為01的1處並且結束位置為10的〗處來判斷出觸碰相 45 201115429 關感測資訊。 例如以刚述第四A圖與表一為例，配對後的第一個搜尋 零交會處的區間為第4個與第5個差值間，配對後的第二個 搜尋零交會處的區間為第1〇個與第12個差值間。 本技術領域的普通技術人員可推知正門播限值的掃描 與負門檻限值的掃晦可以是同時進行(或平行處理），區間的 • 酉己對亦可以是在一起始位置被判斷出後，配對在後判斷出來 的結束位置。 在本發明的-範例中，門檻限值是依感測資訊來產生， 例如門檻賊是明有紐的崎值巾最大者乘上一比例 (如小於-的比例，例如〇.9)來決定，亦可以是正門檻限值是 以正差值巾最大者乘上—比娜決定，或是貞服限值是以 負差值中农小者乘上一比例來決定。換言之，門插限值可以 是固定的或是動態的。因此，門檻限值的絕對值較大時，有 了月b發生相應的外部物件的接近或觸碰在利用正門楹限值的 掃描中被麟出來’但在湘貞門檻限值的掃财未被判斷 出來’反之亦然。其中較大關檻限值較有·雜訊或 鬼點，較小的門檻限值較有利於避免漏判真實的觸碰，或有 利於判斷外部物件的接近。 從上述說明中可推知，相應於同一外部物件的接近或觸 46 201115429 f ’不論是由正聰限值來判斷出起始位置後向後搜尋，或 是由負門捏限值來判斷出起始位置後向前搜尋，皆會搜尋到 相同的零交會處。因此，在本發明的一範例中，是賴利用 正Η插限健貞Π檻限蹄蛛始位置，由起始位置搜尋零 交會處，依據搜尋_較钱·量觸齡部物件接近 或觸碰的數量，並進—步判斷零交會處的位置。當相應於外 部物件觸碰或接近的零交會處_的—對正值與負值是先正 值再負值’依據j£門檻限鋪斷出峡始位置是向後搜尋零 交會處’而依據負門檻限值判斷出的起始位置是向前搜尋零 交日處，反之亦，然。另外’相應於同一外部物件的接近或觸 碰不必然能在利用正門播限值與負門檻限值掃描時都判斷出 起始位置。 本發明提供的-第二種位置分析是依據感測資訊中複 數個訊號值或雙差值分析出質心(centr〇id)位置(重心位置或 加權平均位置)作為外部物件相應的位置。 在本發明之一範例中，是利用一門檻限值決定用於判斷 質心位置的訊號值或雙差值。如第四B圖至第四D圖所示， 可以是以一門檻限值產生相應於訊號值或雙差值的二值化 值’例如小於門檻限值的訊號值或雙差值以〇或偽值(false) 代表’並且大於門檻限值的訊號值或雙差值以1或真值(true) 代表。在本例中是以1或真值代表的訊號值或雙差值為用於 47 201115429 判斷質心位置的訊號值或雙差值。本技術領域的普通技術人 員可推知其他以一門檻限值決定用於判斷質心位置的訊號值 或雙差值的方式，例如是以1或真值代表的訊號值或雙差值 再加上兩側相鄰的複數個訊號值或雙差值為用於判斷質心位 置的訊號值或雙差值。又例如是以相鄰的連續i或真值代表 的訊號值或雙差值中相對中央的訊號值或雙差值向前與向後 分別取1與j個訊號值或雙差值作為用於判斷質心位置的訊號 • 值或雙差值。 在本發明之另一範例中，是將連續的訊號值或雙差值轉 換為連績差值，以分析出零交會處相應的訊號值或雙差值作 為中央的訊號值或雙差值，再以中央的訊號值或雙差值向前 與向後分別取i與j個訊號值或雙差值作為用於判斷質心位置 的訊號值或雙差值。 • 在本發明之另一範例中，是以連續差值分析出零交會 處，並且將連續的差值轉換為連續的訊號值或雙差值，再分 析出零父會處相應的訊號值或雙差值作為中央的訊號值或雙 差值，然後以中央的訊號值或雙差值向前與向後分別取丨與』 個訊號值或雙差值作為用於判斷質心位置的訊號值或雙差 值0 假設以第η個訊號值向前及向後分別取丨個及j個訊號 值作為質心、計算範圍’依據質心計算細中崎個訊號值^ 201115429 及每個訊號值所在位置A判斷質心位置，如下。 Σ仏 C = k二n—i ^ centroid n+j k=n-i 其中’ A可以是一維度座標(如X座標或Y座標），或是 二維度座標(如ρς Υ))。 假設第k-i個訊號值與第k個訊號值間的差值為&，並 φ 且一第k個雙差值為 ⑽1 = - A = (c1 - k) - (ci+1 - c1) = 2Ct -心 + ct+1，假設以第 ^ 個雙差值£)£)„向前及向後分別取i個及j個雙差值作為質心計 算範圍’依據質心計算範圍中的每個雙差值判斷質心位置 ^^centroid ，如下。 Σχ^ DD—气—— 49 1 Σ^1 k=n—i 其中’ '可以是一維度座標(如X座標或Y座標），或是 二維度座標(如(Χ，Υ))。本技術領域的普通技術人員可推知當 第 k 個雙差值為 = (Ct _ Ct 2) _ (Ct+2 _ Q) = 2Q _ Q 2 + Ct+2 時的質 心位置計算，在此不再贅述。 在本發明之另一範例中，用於判斷質心位置的訊號值或 雙差值是減去一基礎值後再進行質心位置的判斷。例如，基 201115429
礎值可以是所有職值或雙差值的平均值 、用於判斷質心位 置的訊號值或雙差值兩側複數個訊號值或雙差值的平均值、 或用於判斷質心位置的訊號值或雙差值兩側相鄰複數個非用 於判斷質心位置的訊號值或雙差值的平均值，本技術領域的 普通技術人員可推知其他基礎值的決定方式。例如，可以是 依據一側至少一訊號值或雙差值的一第一比例與另一側至少 一訊號值或雙差值的一第二比例來決定基礎值。 假设以第η個訊號值向前及向後分別取第丨個訊號值& 與第j個訊號值的平均值作為基礎（Base)值 ’並且以第η個訊號值向前及向後分 別取i個及j個訊號值作為質心計算範圍，依據質心計算範圍 中的每個訊紐以去基底訊號值作為計算訊號值 ’以判斷質心位置匕^，如下。 r _ Cn~i +Cn+J ^f>ase(ij)---- Ck ~Cbase〇J) = 2C* - C"~* C^~ = L 2 j i/“2CrCw-C„+y) ~~----- S}2Ck ~C- ~Cn+j) 其中，A可以是-維度座標(如x座標或Y座標），或是 二維度座標(如(X, Y))。 ~ Cn-i - C,
C cnetroid k=n-i
〆；!·/ T »+j »-/g,+y 2Q ~c k=n-i 2 50 201115429 據此，本發明提供的一第三種位置分析是依據感測資訊 中複數個差值分析出質心(centroid)位置(重心位置或加權平 均位置)作為外部物件相應的位置。假設第k-Ι個訊號值與第k個訊號值<^間的差值為 Dk。 (C*-Cn_,)=n η + η
~ C"+y ) = ~(Α+ι + Dk*2 + - + Dn+J)
Ck ~Cbi 2Ck ~Cn-i ~C1 2
(A 二(M) + Ai-(/-2) + …+ A：) - (A+1 + 仏+2 + …+ Ai+y ) 2 ^ k n+J Σα-Σα =/1-(/-1) s=k+\ 泥(/"·)
cnetroid n—i<.k<jt+j Σ a - Σ a 》: (丨=n-(M) s=k+l s~n~i__2___ k fi+j n-i<jfc<n+j Ds Ds s~n—i n-i<k^n+j n+j Σ，Σα-Σα) «-(/-I) 5=^+1 s=n-i n-i^k<ji+j 灰Σ ( Σα-Σ^) i=n-j i=n-(i-l) i=t+i n+j 2 據此’質心位置(〇：_^)可以是依據訊號值間的差值來求 |j| ’其中質心計算範圍中的差值為
Dn ) η~0-2) ?*··? Dk，Dk+1 ，…，D„+j，D。換言之’質心位可以 心以質心計算範圍中的差值來計算得出。 例如下列範例，假設要以第n個訊號值向前及向後分別 51 201115429 取1訊號值來判斷質心位置(c_w)，可以質心計算範圍中的 差值(如計算，證明如下。
Dn( =Cn-\ ~ Q-2 Dn = C„ -C„_, D‘ =Cn+1 ~ Cn Dn+2 = Cn+2 ~Cn+l _ C„_2 + Cn+2 ^base{2,2) ~ ^
^n-\ ~ ^base(2y2) — Cn_2 — Cn+2 Dn-\ ~Dn~ Dn+\ ~ ^n+2 2 _ 2 2Cn -Cn_2 -Cn+2 + Dn - Dn+i - Dn+2 2 2 2C，«+1 ~ Cn-2 ~ Cn+2 Dn-\ +Dn+ Dn+\ ~ Dn+2 2 2
Cn-cbas<2a) C„+1 - 〇^(2 2)
c centroid
Xn^x {Cn-\ - Cbase(2,2) ) +(Q ~ ^base(2,2) ) + Xn^\ (Q+l -Cbase(2，T) > (Cn_i — C6咖(2,2)) + (Cn — Ctoe(2,2)) + (Cn+1 - (ΓΑα5β(2,2))
Ccentroid = (^«-1 (^«-1 ~ Dn ~ Dn+\ ~ Dn+2 ) +Φη-\ +Dn~ Dn+l ~ Dn+2 ) + Xn^\ (.Dn-\ +Dn+ Dn+l ~ Dn+2 )) K(Dn-l ~ Dn ~ Dn+\ ~ Dn+2 ) + (£>„_, + D„ - Dn+l - Dn+1) + (Z)„_, +Dn+ Dn+X - Dn+2)) 本技術領域的普通技術人員可推知以第n個訊號值、差 值、或雙差值向前及向後分別取i個及j個訊號值、差值、或 雙差值以作為質心計算範圍的方式可應用於判斷質心位置的 52 201115429 訊號值、差值、或雙差值上，反之亦然。 由上述說明中可推知’本發明藉由對感測資訊的分析， 來進行位置债測’感測資訊包括但不限於初始取得的訊號 值、差值或雙差值’亦可以是包括但不限於由初始取得的感 測貝訊所轉換的訊號值、差值或雙差值。因此藉由分析相應 於同一外部物件的兩個不同軸向(如χ軸與γ軸)上的一維度 或二維度感測資訊，亦即藉由兩個不同軸向的一維度或二維 度位置分析’可獲得外部物件在兩個不同軸向上的位置(或座 標）’構成一二維度位置(或二維度座標）。 本技術領域的普通技術人員可推知上述的一維度位置 分析的作業可以是由前述控制器160或主機170來執行。 二維度位置分析(One Dimension Position Aimlysis) 二維度感測資訊可以是由複數個一維度感測資訊所組 成，其中每一個一維度感測資訊包括相應於複數個第一一維 度位置的感測資訊，並且每一個一維度感測資訊分別相應於 一個第二一維度的位置。因此，二維度位置分析可以是至少 包括對複數個一維度觸敏資分別進行一維度位置分析，亦即 一維度位置分析可以是至少包括複數個一維度位置分析。 53 201115429 此外’在本發明的一第一範例中，任一外部物件在各第 一維度感測資訊上的第-—維度質心位置，為—二維度位置 (如二維度座標(第--維度質心位置，第一維度感測資訊的 第二-維度的位置)），可被用來計算外部物件的二維度質心 位置(或幾何巾《，其中每-個—·f心位置的加權值可 以是外部物件在相應第—維度感測#訊上的訊號錢雙差值 (如第-維度感測貧訊上的最鄰近一維度質心位置的兩訊號 值或雙差值之-或其平均值、_值），或是外㈣件在相應 第一維度感測資訊上的訊號值或雙差值的總和。 因此’二維度位置分析可岐先對各第—維度感測資訊 的-維度位置分析，依麟—俯卜部物件所她的至少一二 維度位置，分析出每一外部物件的二維度質心位置。 β此外’在本發明的一第二範例中，二維度位置分析可以 疋包括對-第-軸向(或第——維度)上的複數個-維度感測 貧訊分別進行-維度位置分析，依據每—個外部物件在第一 軸向上所相應的至少―維度位置，分析出每—個外部物件 在第-軸向上的第維度質心位置。同樣地，另外對一第 —轴向(或第二維度)上的複數個-維度感測資訊進行一維度 位置分析’依縣—個外部物縣第二軸向上所相應的至少 維度位置’分析出每-個外部物件在第二軸向上的第二 維度質心位置。藉由配對每-個外部物件在第-軸向上的 54 201115429 第一一維度質心 Μ 立置與在第二軸向1的第二—維度質心位 置可分析出每一個外部物件的一二維度位置。 換s之，一維度位置分析可以是藉由兩個不同軸向上的 -維度感測資訊(如第—軸向上的二維度感測資訊與第二轴 向上的二維度感測資訊)進行—維度位置分析，來分析出每一 個外部物件的二維度位置。 θ另外，在本發明的一第三範例中，二維度位置分析可以 是在—第-軸向的複數個-維度_ f訊分析相應於各外部 物件的-維度質心位置’並依據各—維度感測資訊相應的二 維度位置，顺在第-軸向上減於每—辦部物件的每一 個一維度質心位置的二維度位置。二維度位置分析另外在一 第二轴向的複_-祕❹】資贿析械於各外部物件的 一維度質心位置，並依據各—維度感_訊相應的二維度位 置，判斷在第一軸向上相應於每-個外部物件的每-個一維 度質心位置的二維度位置。二維度位置分析再依縣一個外 部物件在第-、第二軸向上相應的所有—維度質心位置的二 維度位置分析出出二維度質心位置。 本技術領域的普通技術人員亦可推知，二維度感測資訊 可以經由影像處理程序來判斷出各外部物件的位置例如可 以用^水射算妓祕雜處縣蹄位置錄。又例如 可乂疋以77水顧算法分析丨各分水領的位置，再以各分水 55 201115429 領的位置鄰近的感測資訊進行質心位置的計算，以取得較精 確的位置。 在本發明之-第四範例中，初始取得的複數個一維度感 測資訊是由峨值或雙差值絲，構成—二維錢測資訊所 呈現的影像(或_) ’可岐㈣水嶺轉域其他影像處 理來進行位置分析。亦可以是利料接元件(__ C〇mP〇nent)演算法’將影像中相連的部份分析出來判斷出 每一個外部物件的影像，進-步分析出位置或是哪種外部物 件，如手、手掌或筆。 一在本發明之-第五細+，初始取得的複數個一維度感 測資訊是由差絲示，補換成為峨值錢錄，以構成 -維度感測資賴^制影像(或_)，可以是用分水嶺 演算法或其他影像處理來進行位置分析。 在本發明之-第六範例中，初始取得的複數個一維度感 測資訊是由差值表示’經由對每—個—維度感測資訊的位置 分析，判斷出每-個零交會處的位置，以及每辦交會處的 位置上的峨值錢差值，轉成-二維麟啦訊所呈現 的影像(轉•可以是时水彻算法或其他f彡像處理來 進行位置分析。 零交會處的雙差值可以是直接相鄰的兩個差值來產 56 201115429 生’例如零交會處位於第k-i個差值與第k個差值之間，零 交會處的雙差值可以是。零交會處的訊號值可以 是將整個代表一維度感測資訊的差值轉換成訊號值後再產 生’亦可以是以最接近零交會處的複數個差值來產生。例如， 零交會處最近第η個訊號值，分別以第η個訊號值向前及向 後分別取第i個訊號值Q—與第j個訊號值％的平均值作為基 礎（Base)值 c_，y) ( )，以 • cn~cbase(ij) = — C”2C^·來作為訊號值，則 r _n 2C« - Cn-i ~ Cn+j "~ '-base^ij) ~ j ' =(D«-卜υ + + …+) - (A»+1 + A>+2 + .··+d….）° 2~ -- 換吕之’由第n-(i-l)個差值至第n+j個之間的差值，可 判斷出零交會處的訊號值。 在本發明之一第七範例中，初始取得的複數個一維度感 • 測資訊是由訊號值與雙差值表示，再轉換成為差值，經由對 每一個一維度感測資訊的位置分析，判斷出每一個零交會處 的位置’配合每個零交會處的位置上的訊號值或雙差值，以 構成一二維度感測資訊所呈現的影像(或陣列），可以是用分 水嶺演算法或其他影像處理來進行位置分析。 在本發明之-第八範例中’在取得第一轴向上的二維度 感測資訊的同時或過程中，亦取得第二軸向上的一維度感測 57 201115429 資訊。在進行第一軸向上
位置。此外，在進行第二軸向上 的一維度感測資訊的你署公
成為二維度位置’亦可關來取代或校正第—轴向上的二維 度位置中的第二軸向上的位置。 本技術領域的普通技術人員可推知上述的二維度位置 分析的作業可以是由前述16G或域m來執行。此 外’在本發明之-範例中’相應於同—外部物件接近或觸碰 的各-維度質心位置與至少—個其他減於侧外部物件接 近或觸碰的-維度質雜置的—維度距離或二維度距離在一 門權限仙。在本發明之另—範例巾，相應於同―外部物件 接近或觸碰的各一維度質心位置的加權值大於一門檻限值。 在以下說明中，一觸碰相關感測資訊可以是一感測資訊 中的一個觸碰相關感測資訊或多個觸碰相關感測資訊之_， 針對一觸碰相關感測資訊的相關操作包括但不限於應用於特 定的觸碰相關感測資訊，亦可能應於可適用於本發明的所有 觸碰相關感測資訊。 在本發明的一範例中’零交會處的位置可以是以觸碰相 關感測資訊的一對正值與負值來判斷。零交會處是位於一正 58 201115429 值與-負值間，由正值與負值及相關位置可求出一斜率，依 據斜率可推估零交會處齡置，即依據解靖正值 間的連線位於零值的位置。 、 在本發明的另一範例中，前述一對正值與負值可以是分 別以一正門檻值办與一負門檻值Τη來判斷，如第五A圖^ 丁正值可以疋位於點a、點b，或是最接近點&的值(如第 N+1個差值)或最接近點b的值(如第N+3個值）。同理，負值 可以是位槪e、點d，歧最接近點e雜(如第n+4個差 值)或最接近點d的值(如第N+6個值）。例如，正值為第_ 個值’並且負值為第㈣雛，由正值的高點與負值的低點 間虛擬的-條線，可判斷出—斜率，依據斜率可計算出這條 線在零值的位置，即零交會處Z。 在本發明的一範例中，零交會處的位置可以是以觸碰相 關感測資訊的最大值(正峰)與最低點(負峰)來判斷，如第五6 圖所示。由最大值與最小值及相關位置可求出一斜率，依據 斜率可推估零交會處的位置，即依據斜率判斷最大值與最小 值間的連線位於零值的位置。例如，觸碰相關感測資訊是位 於第N個差值至第N+6個差值間，最大值與最小值分別為第 N+2個差值與第N+5個差值，由最大值的高點與最小值的低 點間可虛擬出一條線及這條線的斜率，零交會處被假設為這 條線上位於零值的位置，可依據斜率來計算出來。 201115429 前述的最大值與最小值可以是以前述的門檀限值判斷 出來，例如正門棰限值Τρ與負門檻限值Tn可以是固定或動 態調整，讓最大值與最小值分別突出於正門檀限值Τρ與負 門梧限值Τη。亦可以是分職據正Η檻限值ΤΡ與負門播限 值Τη取得大於正門檻限值Τρ的正值群組，及小於負門播限 值Τη的負值群組，分別由正值群組與負值群組判斷出 值與最小值。 鲁 一感測資訊中的觸碰相關感測資訊可以是一個或多 個’亦即感測裝置可能受到—個或多個外部物件的接近或觸 碰。例如第五C _示，感測資訊包含兩個觸碰相關感則資 訊’每—個觸碰相關感測資訊可分別依據正門檀限值Τρ與 負Η插限值Τη判斷出一正值群組(或最大值)與 ，最小值並進-步判斷出零交會處Ζ1#Ζ2。在本^ # #。零父會處的判斷包括但不限於判斷零交會處的位置與數 爭貫上’對零 心斷也等於連帶地判斷有幾個夕 牛的接近或觸碰。例如第五c圖判斷出兩個零 亦等於判斷出兩個外部物件的接近或觸碰。 乂 下方的折tr D騎示，上扣轉為訊號值， 、為相應的差值，由絲觀察，可能具有兩個外部 201115429 物件的接近或觸碰’但是由折線觀察’卻具有三個零交會處^ 在本發明的一範例中，是依據每一對正值與負值的升降 順序判斷零交會處。例如只判斷先正值後負值的每一對正值 與負值間的零交會處，不判斷先負值後正值的每一對正值與 負值間的零交會處。或者是，只判斷先負值後正值的每一對 正值與負值間的零交會處，不判斷先正值後負值的每一對正 值與負值間的零交會處。如第五D圖所示，是只判斷先正值 後負值的每一對正值與負值間的零交會處，如此可判斷出兩 個零交會處。亦即’當單_物件接近或觸碰，並且觸碰相關 感測資訊是先正值再負值時，只判斷先正值後負值的每一對 正值與負值間的零交會處，反之亦然。 在本發明的另一範例中，是判斷位於奇數位置的零交會 處。如第五E圖所示’是分別判斷第-個零交會處Z3、第三 個零交會處Z4與第五瓣交核μ。據此，本發明可以在 具有夕個零交會處喃碰相賊測資訊分析綺—個外部物 件接近或觸碰驗置，並且本發明可以是在具有奇數個零交 會處的觸碰__資訊分析出每一個外部物件接近或觸碰 的位置，其巾分㈣來的位置數量抑於敎會處數量。 刚述分析出來的位置數量不同於零交會處數量包括但 :限於零讀處數量大於分析絲的位置數#，亦可以零交 會處數量秘分㈣來驗置數量，齡轉有單零交會處 61 201115429 的觸碰感測資訊判斷出兩個外部物件的接近或觸碰 是利用一預設範圍在複數個
在本發明之一較佳範例中 感測器的訊號值中取得第一個: 第一個夫遠褐势益图沾戌&丨π 依據-感測器兩側距離第κ個的感測器的訊號值的平均值來 计异基礎值。座標輯算為翻器兩側距離第Ρ個感測器 内的每-個感測器的((訊號值_基礎值)*座標值)的總和除以 感測器兩側距離第Κ·1個感測器_每—個感測器的座標值 或訊號值的齡，其巾訊雜與基礎值的差值為貞者以0表 請參照第六Α圖與第六Β圖，共有^個感測器，包含 感測器1〜11。第六A圖中，感測器1〜u的訊號值分別為 (❻山似^^灿⑼’差值分別為㈨似以^別…並且 預設範圍為1.9至-1.9,因此前述感測器1與感測器分別 為感測器4與感測器7。相應於感測器4的座標是依據距感 測器4兩侧第2個感測器的平均值來計算，分別為感測器2 的〇與感測器6的4，其平均值為2，因此座標為 5.17(0*3.5+1*4.5+2*5.5)/(0+1+2) ’ 同理，相應於感測器 7 的 座標值6.33，兩者間距離為1.17。同樣地，如第六B圖所示， 62 201115429 感測器i與感測1 η分別為感測器4與感測器7,相應於 感測器4與感靡7的座標分縣Μ與綱，兩者間的距 離為〇·54。因此當第-門檻限值為〇 8時，可分辨出第六Α 圖為雙指觸碰’並且第六B圖單指觸碰。 在第六A圖的範例中，可以是以5 17與6 33分別作為 兩才曰觸碰的位置。在第六B圖的範例中，可以是以5 5與⑽ 鲁辭均值献零交會處的位置作騎指觸碰驗置。比較第 六A圖與第六B目’雖然觸碰相關感測資訊的值的數量相 同’並且都是具單一冑交會處，但是依據本發明提供之判斷 方式可有效地區隔出觸碰相關感測資訊是單指觸碰還是雙指 觸碰。 上述感測器I與感測器或j的決定方式僅為本發明 舉例之用’並非用以限定本發明，本技術領域的普通技術人 φ 員可推知其他由觸碰相關感測資訊決定兩個位置，再依據這 兩個位置在觸碰相關感測資訊上的質心位置或幾何中心的距 離，來判斷疋單指觸碰還是雙指觸碰的方式。例如，感測器 I與感測器J分別是距觸碰相關感測資訊第κ個感測器。又 例如，感測器I與感測器J是依據雙差動感測資訊的一對零 交會處來決定，如是依據相應零交會處的訊號值，或是相應 於零父會處距第Κ個的訊號值。由觸碰相關感測資訊決定兩 個位置的方式可以是隨感測器間的距離、訊號特性、配置感 63 201115429 測盗的载體或基板的厚度而改變。 請參照第七®，是依據本發_第_實施例提出的一種 =析位置的方法。首先’如步驟71〇所示，取得一感測資訊， ]資訊包括至少—轉交會處，其中每-鱗交會處位於 —正值與一負值間。之後，如步驟720所示，由感測資訊分 析出與零交會處不同數量的複數個位置。換言之，除了能在 • 2交會處的數量等於外部物件接近或觸碰的數量時，分析出 母-個位置’更可以在敎會處的數量碎於外部物件接近 或觸碰的數量時，分析出每一個位置。 如先前所述’零交會處的數量可以是大於或小於被分析 出來的位置的數1。例如，由奇數個零交會處中判斷每一個 奇數位置的零交會處，以分析出少於零交會處的數量的位 置。又例如，可以是在具單零交會處的觸碰相_測資訊判 _ if是單-物件的接近或觸碰(如單觸），或是多個物件的接近 或觸碰(如雙觸）。 零交會處的數量亦可以是偶數個，例如感測資訊是雙差 動感測資訊，每一個位置是依據一對零交會處或是—對零交 會處間的峰來分析出來。 感測資訊可以是依據複數個感測器的訊號產生。例如， 感測貧訊為差動感測資訊，差動感測資訊的每一個值是依據 64 201115429 這些感測器中的-對感測器的訊號產生。又例如，感測資訊 為雙差動感測資訊，雙差動感測資訊的每—個值是依據這些 感測器中的三個感測器的訊號產生。此外，感測資訊亦可以 是依據複數個訊號值、複數個差值或複數個雙差值組成的另 個感測J'訊產生(如前述的感測資訊的轉換）。 前述步驟710與720可以是由控制器16〇或主機17〇來 執行。此外，感測器的取得可以是先由控制器16〇依據複數 個感測器的訊號產生另一個感測資訊，再由控制器16〇或主 機Π0依據另-個感測資訊轉換步驟71〇所述的感測資訊。 本實施例的其他相關細卽已揭示於先前說明中，在此不再贅 述。 、 請參照第八A圖所示，是依據本發明的第二實施例提供 的種分辨單觸或多觸的方法。首先，如步驟810所述，取 知感測貪訊。接下來，如步驟820所述，判斷感測資訊中 的每一個觸碰相關感測資訊。之後’如步驟830所述，對每 個具單零交會處的觸碰相關感測資訊進行一分析，以判斷 出每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊是單觸(單一外 。隱件的接近或觸碰)還是多觸（多個外部物件的接近或觸 碰）0 上述分析可以是如第八B圖所示。首先，如步驟831所 二 據母個具早零交會處的觸碰相關感測資訊分別決定 65 201115429 一對值。接下决，1 木如步驟832所示，依據每一個具單零交會 處的觸碰蝴感測資訊的這對值分別計算出〆對質心位置。 之後如步驟833所示，依據每一個具單零交會處的觸碰相 關感測貝tfl的ϋ對質心位置間的—距離分別判斷出是單觸還 是多觸。 在^驟831中，這對值可以是如先前所述以依據一正門 檻限值Tp決定該對值之一，並且依據-負門權限值Τη決定 該對值之$ —。例如’砂正Π檻限值歧大於正門播限值 的至少一正值，再依據所述至少一正值的最前面的值、最大 值、最後面的值、相鄰最前面的值的值、相鄰最大值的值、 相鄰最後面的值的值決定這對值之一。同理，是以負門檻限 值決定小於負門檻限值的至少一負值，再依據所述至少一負 值的最前面的值、最小值、最後面的值、相鄰最前面的值的 值、相鄰最小值的值、相鄰最後面的值的值決定這對值的另 ——* 〇 在步驟832中，可以是依據每一個具單零交會處的觸碰 相關感測資訊的該對值分別在該感測資訊決定的一對範圍， 並且依據母一個具举零父會處的觸碰相關感測資訊的這對範 圍分別計算出一對質心位置。例如，是在差動感測資訊決定 一對範圍’並且依據這對範圍計算出質心位置。感測資訊可 以是由複數個訊號值或複數個雙差值組成的另一個感測資訊 66 201115429 轉換所產生。此外，也可以是依據每一個具單零交會處的觸 碰相關感測資訊的該對值分別在另一感測資訊決定的一對範 圍，並且依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該 對範圍分別計算出這對質心位置。例如是在由複數個訊號值 或複數個雙差值組成的感測資訊決定一對範圍，在這些訊號 值或複數個雙差值依據這對範圍計算出質心位置，其中這對 值分別相應於這些訊號值或複數個雙差值中的另一對值，這 ® 對範圍包括所述另一對值兩側複數個值。 在步驟833中，可以是依據一對質心位置間的一距離來 判斷疋單-外部物件的接近或觸碰(如單觸），還是多個外部 物件的接近或觸碰(多觸）。例如，所述距離小於一門檀限值 時判斷為單-外部物件的接近或觸碰，反之判斷為多個外部 ，件的接近或觸碰。在本發明的—範例中，在判斷為多個外 • 部物件的接近或觸碰時’所述距離大於另-門播限值時，判 斷為二個或更知外部物件的接近或觸碰，也可以判斷為手 旱的接近或觸碰’反之判斷為兩個外部物件的接近或觸碰(雙 觸):在本發明的另一範例巾，感測裝置上限制可制的位置 數置為兩個’所述距離大於一門檻限值時判斷為兩個外部物 件的接近或觸碰。 前述步驟810與830可以是由控制器160或主機170來 執行°此外，感測器的取得可以是先由控制器脱依據複數 67 201115429 個感測器的職產生另—個感測資訊，再由控糖_或主 機170依據# -個感測資訊轉換步驟81〇所述的感測資訊。 本實施例的其他侧細節已揭示於域朗中，在此不再贅 述。 請參照第九A圖所示，是依據本發明的第三實施例提供 的-種分辨是單-外部物件的接近或觸碰(如單觸），還是多 • 個外部物件的接近或觸碰(多觸）。首先，如步驟91〇所示， 取得-感測資訊。接下來，如步驟92G所示，判斷感測資訊 中的每-個觸碰相關感測資訊。再接下來，如步驟·所示， 判崎-轉交會處間具雙峰_碰糊❹讀訊。如第九 C圖所示’-鮮交會處91間存在雙峰。輪，如步驟_ 所示，在每-個零交會處間具雙峰的觸碰相關感測資訊進行 -分析，關斷出每-舞交核雙峰_碰相關感測 • f訊是單—外部物件的接近或觸碰，還是多個外部物件的接 近或觸碰。 此外’更可以是如步驟95〇所示，判斷每一個零交會處 間具單峰_碰相關感測資訊。然後，如步驟_所示，依 據每-個零交會處間具單峰的觸碰相關感测資訊分別分㈣ -位置。如第四B圖至第四D圖所示，可叹依據一門播限 值找出相應於外部物件接近或觸碰的位置。步驟95〇與96〇 可以是先於步驟930與MO ’或者是與步驟93〇與94〇同時 68 201115429 進行。 在上述步驟930與950中，所述的單峰與雙峰可以是以 一正門播限值或-負Η檻限值來判斷。例如，可以是以一正 門檻限值找丨所有大於正門襤限值的峰，或以—貞門楼限值 找出所有小於負門檻限值的峰，並簡斷每—個零交會處， 據以判斷出每-個零交會處間具單峰喃碰相賊測資訊與 每一個零交會處雙峰_碰_感測資訊。 此外’在上述940巾’可以是依據雙峰間的距離來判斷 是單-外部物件的接近_碰，還是多個外部物件的接近或 觸碰。例如雙峰間的距離小於一門檻限值時，判斷為單一外 部物件的接近或觸碰，反之判斷為多個外部物件的接近或觸 碰。 也可以是如第九Β圖的步驟941與942所示，將每一個 零交會處間具雙峰_碰相關_資訊分膽換成_具單零 交會處的難__魏，並且分職麟—個零交會處 間具雙峰_碰相贼嘴訊賴具單零交會處的觸碰相關 感測貢訊觸是單-外部物件的接近或觸碰，還是多個外部 物件的接近麵碰。例如*雙差觸碰__資訊轉換成 為單差賴碰相贼咐訊，再雜第八6圖及侧說明所 述’判斷是單-外部物件的接近細碰，還是多個外部物件 的接近或觸碰。 69 201115429 前述步驟910與960可以是由控制器160或主機17〇來 執行。此外，感測器的取得可以是先由控制器16〇依據複數 個感測器的訊號產生另一個感測資訊，再由控制器或主 機Π0依據另一個感測資訊轉換步驟91〇所述的感測資訊。 本實施例的其他相關細節已揭示於先前說明中，在此不再贅 述。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定 本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神 下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範 圍。 【圖式簡單說明】 第一A圖為先前技術的觸控裝置的示意圖； 第一B圖為先前技術的訊號值的示意圖； 第一C圖為依據本發明的差值的示意圖； 弟D圖與第-E圖為依據本發明的雙差值的示意圖； 第一F圖為依據本發明的感測裝置的結構示意圖； 第一 G圖為依據本發明的運算系統的功能方塊示意圖； 弟一 A圖與第二b圖為依據本發明的驅動/镇測單元與 201115429 感測裝置的架構示意圖； 第三A圖為依據本發明的债測單元的功能方塊示意圖； 第- B圖至第二D圖為依據本發明的偵測器的電路示 意圖； 第一E圖至第—；圖為依據本發明的偵測電路與類比轉 數位電路的連結示意圖； 第四A圖為依據本發明的二值化差值偵測位置的示意 Γ51 · 圖， 第 ®至第四D圖為依據本發明之價測質心位置的 範例示意圖； 第五A ®至帛五B圖為鱗本發明之靖零交會處的 範例示意圖； —第五(：11至第五£圖為域本發明之觸多零交會處的 範例示意圓； 夕第/、A圖至第六B圖為依據本發明之判斷單外部物或 多外部物件接近_碰的範例示意圖； 第七圖為依據本發明之第—實施例的流程示意圖； =八A圖與第八B圖為依據本發明之第二實施例的流 程示意圖； 201115429 第九A ®與第九B圖為依據本發明之第三實施例的流 程示意圖；以及 第九C圖為零交會處岐雙峰酬碰相關感測資訊的 範例示意圖。
【主要元件符號說明】 10觸控顯示器 110顯示器 120感測裝置 140、140A、140B 感測器
15、91零交會處 130驅動/偵測單元 130B j貞測單元 161處理器 170主機 173儲存單元 11控制器 12外部物件 120A、120B感測層 14、16、17 峰 100位置偵測裝裝置 130A驅動單元 160控制器 162記憶體 171中央處理單元 310、370切換電路 31 卜 312、313、314、315、316 輸入 320偵測電路 321、323、325開關電路 72 201115429 322、324積分器 330類比轉數位電路 340、350、360 偵測器 Cint放大器 Cinv反向器 PI、P2接點 SI感測資訊 Senable致能訊號 Ssync同步訊號 Sreset重置訊號 Tp正門檻限值 Τη負門檻限值 Wl、W2導線 a、b、c、d 點 Ζ、Zl、Ζ2、Ζ3、Ζ4、 ADC類比轉數位器 Z5零交會處 73

Claims (1)

  1. 201115429 七、申請專利範圍： 1. 一種分辨單觸或多觸的方法，包括： 取得一感測資訊； 判斷該感測資訊中的每一個觸碰相關感測資訊；以及 對每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊進行一分析’ 以判斷出每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊是單觸還 是多觸。 # 2.如申請專利範圍第1項所述之分辨單觸或多觸的方法’其中該 分析包括： 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊分別決定一 對值； 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分 別計算出一對質心位置；以及 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對質心 籲 位置間的一距離分別判斷出是單觸還是多觸。 3.如申請專利範圍第2項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中該 對值的決定包括： 依據一正門檻限值決定該對值之一；以及 依據一負門檻限值決定該對值之另一。 4·如申請專利範圍第3項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中該 對值之一的決定包括： 74 201115429 依據該正門檻限值決定大於該正門檻限值的至少一正值； 以及 依據該至少一正值的最前面的值、最大值、最後面的值、 相鄰最前面的值的值、相鄰最大值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值之一。 5. 如申請專利範圍第3項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中該 對值之另一的決定包括: 依據該負門檻限值決定小於該負門檻限值的至少一負值； 以及 依據該至少一負值的最前面的值、最小值、最後面的值、 相鄰最前面的值的值、相鄰最小值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值之另一。 6. 如申請專利範圍第2項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中依 據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計算 出一對質心位置包括： 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分 別在該感測資訊決定的一對範圍；以及 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍 分別計算出該對質心位置。 7. 如申請專利範圍第2項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中依 據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計算 ί S3 75 201115429 出一對質心位置包括： 依據每―個具單零交會處的觸碰相喊測資訊的該對值分 別在另-感測資訊決定的一對範圍；以及 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍 分別計算出該對質心位置。' 8.如申請專利範圍第7項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中該 感測資訊是依據該另一感測資訊產生。 籲 9.如申請專利範圍第7項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中該 另一感測資訊是依據該感測資訊產生。 10·如申請專利範圍第7項所述之分辨單觸或多觸的方法，其中該 另一感測資訊是由複數個訊號值、複數個差值組成或複數個雙 差值組成。 11. —種分辨單觸或多觸的裝置’包括一控制器或一主機’執行下 列作業： ¥ 轉-感測資訊； 判斷該感測資訊中的每一個觸碰相關感測資訊；以及 對每一個異單零交會處的觸碰相關感測資訊進行一分析’ 以判斷出每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊是單觸還 是多觸。 12. 如申請專利範圍第11項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該分析包括： 76 201115429 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊分別決定一 對值； 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分 別計算出一對質心位置；以及 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對質心 位置間的一距離分別判斷出是單觸還是多觸。 13. 如申請專利範圍第12項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該對值的決定包括： 依據一正門檻限值決定該對值之一；以及 依據一負門檻限值決定該對值之另一。 14. 如申請專利範圍第13項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該對值之一的決定包括： 依據該正門檻限值決定大於該正門檻限值的至少一正值； 以及 依據該至少一正值的最前面的值、最大值、最後面的值、 相鄰最前面的值的值、相鄰最大值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值之一。 15. 如申睛專利範圍第13項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該對值之另一的決定包括： 依據該負門檻限值決定小於該負門梭限值的至少一負值； 以及 77 201115429 依據該至少一負值的最前面的值、最小值、最後面的值、 相鄰最前面的值的值、相鄰最小值的值、相鄰最後面的值的值 決定該對值之另一。 16.如申請專利範圍第12項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計 算出一對質心位置包括： 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分 • 別在該感測資訊決定的一對範圍；以及 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍 分別計算出該對質心位置。 17·如申請專利範圍第12項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分別計 算出一對質心位置包括： 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對值分 籲別在另一感測資訊決定的一對範圍；以及 依據每一個具單零交會處的觸碰相關感測資訊的該對範圍 为別5十异出該對質心位置。 18·如申請專利範圍第17項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該感測資訊是依據該另一感測資訊產生。 19.如申請專利範圍第π項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該另一感測資訊是依據該感測資訊產生。 78 201115429 20.如申請專利範圍第17項所述之分辨單觸或多觸的裝置，其中 該另一感測資訊是由複數個訊號值、複數個差值組成或複數個 雙差值組成。
    79
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