TW201305898A - 縮放手勢判斷方法及觸控感應控制晶片 - Google Patents

Abstract

一種縮放手勢判斷方法，用於一觸控感應裝置，包含有偵測一第一觸控點及一第二觸控點；判斷該第一觸控點及一第二觸控點之間的一位置差值；以及根據該位置差值之變化，決定該第一觸控點與該第二觸控點所代表之一縮放手勢。

Description

縮放手勢判斷方法及觸控感應控制晶片

本發明係指一種縮放手勢判斷方法及觸控感應控制晶片，尤指一種可用於一自容式(self-capacitative)觸控感應裝置之縮放手勢判斷方法，及相關觸控感應控制晶片。

觸控裝置具有操作方便、反應速度快及節省空間的優點，能提供使用者更直覺與便利的操控方式，因而成為重要的輸入介面，廣泛地用於各式的消費性電子產品中。具體而言，觸控裝置係由一感測電路及複數條以矩陣方式排列的走線，感測電路可感測這些走線的電氣訊號，並將之轉換為數位形式的感應資料值，以判讀觸碰事件。然而，習知觸控裝置主要適用於單點觸控，若針對多點觸控的情況時，將可能面臨誤判的問題。

舉例來說，請參考第1圖，第1圖為習知一投射電容感應裝置10之示意圖。投射電容感應裝置10包含有感應電容串列X₁～X_m與Y₁～Y_n，每一感應電容串列係由多個感應電容所串接成的一維結構。習知觸控偵測方式為偵測每一感應電容串列之電容值，來判斷是否有觸控事件發生。假設感應電容串列X₁有a個感應電容，每一感應電容之電容值為C，則正常情況下，感應電容串列X₁之電容值為aC。若人體(例如手指)接觸到感應電容串列X₁上之某一感應電容時的電容變化量為△C，當偵測到感應電容串列X₁之電容值為(aC+△C)時，即表示目前手指正接觸於感應電容串列X₁上之某處。然而，針對多點觸控的情況，如第1圖所示，由於同時有兩隻手指接觸到投射電容感應裝置10，感應電容串列X₃、X_m-1、Y₃、Y_n-1會同時感應到電容變化，因而將會判斷成在(X₃，Y₃)、(X₃，Y_n-1)、(X_m-1，Y₃)、(X_m-1，Y_n-1)處有觸控事件發生。但是，實際上，僅有(X₃，Y₃)與(X_m-1，Y_n-1)為真實觸控點，而(X₃，Y_n-1)、(X_m-1，Y₃)並非真實觸控點。在此情況下，投射電容感應裝置10發生錯誤判斷的結果，而使偵測結果誤報了兩個非真實觸控點，也就是導致了所謂幽靈鍵(ghost key)的情況。因此，當有多點觸控的情形時(如進行縮放手勢時)，僅能得知有哪些感應電容串列之交會處可能有觸控事件發生，而無法確實判斷出真實觸控點及縮放手勢。

因此，本發明之主要目的在於提供一種縮放手勢判斷方法及一種觸控感應控制晶片。

本發明揭露一種縮放手勢判斷方法，用於一觸控感應裝置。該縮放手勢判斷方法包含有偵測一第一觸控點及一第二觸控點，判斷該第一觸控點及一第二觸控點之間的一位置差值，以及根據該位置差值之變化，決定該第一觸控點與該第二觸控點所代表之一縮放手勢。

本發明另揭露一種觸控感應控制晶片，用於一觸控感應裝置。該觸控感應控制晶片包含有一偵測單元，用來偵測一第一觸控點及一第二觸控點，一判斷單元，用來判斷該第一觸控點及一第二觸控點之間的一位置差值，以及一決定單元，用來根據該位置差值之變化，決定該第一觸控點與該第二觸控點所代表之一縮放手勢。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例之一觸控感應系統20之方塊架構圖。觸控感應系統20係由一觸控感應裝置200及一觸控感應控制晶片202所組成。觸控感應控制晶片202包含有一偵測單元206、一判斷單元208及一決定單元210。偵測單元206用來根據來自觸控感應裝置200之偵測訊號CX₁～CX_m、CY₁～CY_n，以偵測一第一觸控點T1及一第二觸控點T2。判斷單元208進而判斷第一觸控點T1及一第二觸控點T2之間的一位置差值D。最後，決定單元210根據位置差值D之變化，決定第一觸控點T1與第二觸控點T2所代表之一縮放手勢ZG。其中，偵測單元206根據來自觸控感應裝置200之偵測訊號CX₁～CX_m、CY₁～CY_n，以偵測第一觸控點T1及第二觸控點T2的方法與習知投射電容感應裝置10類似。然而，不同於習知電容感應裝置在多點觸控的情形下會產生幽靈鍵的情況，以致造成縮放手勢的誤判，決定單元210係透過第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的位置差值D之變化，以決定縮放手勢ZG。因此，觸控感應控制晶片202可搭配自容(self-capacitance)或互容(mutual-capacitance)等兩種感應方式之觸控感應裝置200，以判斷縮放手勢ZG。

詳細而言，請參考第3圖，第3圖為第2圖中之觸控感應控制晶片202偵測兩觸控點T1、T2之間的位置差值D之示意圖。如第3圖所示，觸控感應控制晶片202之判斷單元係分別判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的一水平位置差值△X及一垂直位置差值△Y，以判斷第一觸控點T1與第二觸控點T2之間的位置差值D。當位置差值D呈現連續遞增或遞減時，觸控感應控制晶片202可分別決定第一觸控點T1及第二觸控點T2所代表之縮放手勢ZG係一放大(Zoom-in)或一縮小(Zoom-out)手勢。利用位置差值D呈連續遞增或遞減以判斷縮放手勢ZG的目的在於避免縮放手勢操作過程當中，發生座標彈跳(bounce)現象，導致誤判。以第3圖為例，當第一觸控點T1及第二觸控點T2分別往左上及右下方向移動時，第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的水平位置差值△X及垂直位置差值△Y分別遞增，而位置差值D亦隨之遞增。因此，決定單元210可據以決定第一觸控點T1及第二觸控點T2所代表之縮放手勢ZG為放大(Zoom-in)手勢。然而，若在過程中，第一觸控點T1及第二觸控點T2其中之一離開觸控感應裝置200，則決定單元210判斷位置差值D非呈現連續變化，因而決定縮放手勢ZG沒有發生。

此外，當使用自容(self-capacitance)感應方式時，有可能出現雙指接觸觸控感應裝置200之斜對角，使得決定單元210誤判為兩水平觸控點或兩垂直觸控點。請參考第4A、4B圖，第4A、4B圖為第2圖中之觸控感應晶片202搭配自容感應之觸控感應裝置時，可能出現誤判情形之示意圖。在第4A圖中，有兩隻手指分別觸碰觸控感應裝置200上(X_m-1，Y₃)、(X₃，Y_n+1)兩點，然而其中一指之垂直座標Y_n+1已超出觸控感應裝置200之垂直感應電容串列Y₁～Y_n之一偵測範圍。因此，此時僅有感應電容串列X₃、X_m-1、Y₃會同時感應到電容變化，因而錯誤判斷在(X₃，Y₃)、(X_m-1，Y₃)兩點有觸控事件發生。也就是說，判斷單元208於判斷該兩點觸控點之間的一位置差值時，將誤判兩點間之垂直位置差值△Y為零，如此將造成後續判斷縮放手勢時亦發生誤判。同理，請參考第4B圖，當兩指分別觸碰觸控感應裝置200上(X₀，Y_n-1)、(X_m-1，Y₃)兩點時，其中一指之水平座標X₀已超出觸控感應裝置200之水平感應電容串列X₁～X_n之偵測範圍。因此，此時僅有感應電容串列X_m-1、Y₃、Y_n-1會同時感應到電容變化，因而錯誤判斷在(X_m-1，Y₃)、(X_m-1，Y_n-1)兩點有觸控事件發生。也就是說，判斷單元208於判斷該兩點觸控點之間的位置差值時，將誤判兩點間之水平位置差值△X為零，如此將造成後續判斷縮放手勢時亦發生誤判。

因此，本發明實施例決定單元210進一步利用一反彈跳(De-bounce)機制，濾除雙指接觸觸控感應裝置200斜對角，卻出現短暫錯誤的兩水平觸控點或兩垂直觸控點之情形，並藉此克服自容感應方式之先天物理特性。具體而言，偵測單元206首先偵測第一觸控點T1及第二觸控點T2是否皆存在。若偵測單元206偵測到觸控感應裝置200上僅有單一觸控點或無觸控點之情形下，可直接結束該反彈跳機制，不需進行後續判斷。若偵測單元206偵測到第一觸控點T1及第二觸控點T2皆存在，且判斷單元208判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的水平位置差值△X或垂直位置差值△Y皆不為零，則代表兩觸控點位於觸控感應裝置200上之一斜對角位置，且皆在水平及垂直感應電容串列X₁～X_n、Y₁～Y_n的偵測範圍內，故亦可結束該反彈跳機制，以進行正常縮放手勢判斷。然而，若判斷單元208判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的水平位置差值△X或垂直位置差值△Y其中有一者為零時，則需進一步判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2是否真正為水平或垂直排列，或其中一者已超出觸控感應裝置200之偵測範圍，造成誤判。故此時可利用一計數器計數第一觸控點T1與第二觸控點T2之間水平位置差值△X或垂直位置差值△Y為零之次數，以產生一累計值。若該累計值大於一臨界值，始判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2真正為水平或垂直排列。

舉例而言，若第一觸控點T1及第二觸控點T2分別位於第4A圖所示之位置，而臨界值為3的情況下，在起始時，判斷單元208判斷第一觸控點T1與第二觸控點T2之間水平位置差值△X為零，而計數器之累計值遞增。假使第一觸控點T1及第二觸控點T2逐漸靠近，當第一觸控點T1再度進入觸控感應裝置200之垂直偵測範圍，此時累計值歸零，而判斷單元208可正確判斷第一觸控點T1與第二觸控點T2為一斜對角排列，而非水平排列，因此決定單元210亦可正確判斷ZG手勢為一縮小手勢。反之，若兩觸控點分別位於第4A圖所示之T1’及T2之位置，並互相沿水平方向遠離，則計數器將逐步計數T1’與T2之間垂直位置差值△Y為零之次數，而累計值超過臨界值3時，判斷單元208及決定單元210可正確判斷T1’及T2確實為水平排列，且代表一放大手勢，而不會出現誤判之情形。如此一來，可濾除雙指接觸觸控感應裝置200斜對角，卻出現短暫錯誤的兩水平觸控點或兩垂直觸控點之情形。

需注意的是，本發明之主要目的在於利用位置差值之變化，判斷縮放手勢，凡依此所做之各種變化皆屬本發明之範疇。此外，上述關於決定單元210根據位置差值之變化，決定縮放手勢ZG，可歸納為一縮放手勢判斷流程50，如第5圖所示，其包含以下步驟：

步驟500：開始。

步驟502：偵測第一觸控點T1及第二觸控點T2。

步驟504：判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的位置差值D。

步驟506：於位置差值D呈現連續遞增或遞減時，判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2所代表之縮放手勢ZG為放大或縮小手勢。

步驟508：結束。

同理，關於反彈跳(De-bounce)機制之運作，可歸納為一反彈跳機制流程60，如第6圖所示，其包含以下步驟：

步驟600：開始。

步驟602：判斷觸控感應裝置200上是否有第一觸控點T1及第二觸控點T2。若是，進行步驟604；若否，進行步驟610。

步驟604：判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的水平位置差值△X及垂直位置差值△Y是否皆不為零。若是，進行步驟610；若否，進行步驟606。

步驟606：計數第一觸控點T1及第二觸控點T2之間的水平位置差值△X及垂直位置差值△Y非皆不為零之次數，以產生一累計值。若該累計值大於一臨界值，則進行步驟608；若否，進行步驟612。

步驟608：根據該第一觸控點及該第二觸控點之間的水平位置差值△X及垂直位置差值△Y，判斷第一觸控點T1及第二觸控點T2為水平或垂直排列。

步驟610：將該累計值歸零。

步驟612：結束。

縮放手勢判斷流程50或反彈跳機制流程60之詳細說明或變化可參考前述，於此不贅述。

更進一步地，經由適當地搭配一觸控感應裝置及一主機，可將上述實施例之觸控感應系統20擴充，以實現一電腦系統。請參考第7圖，第7圖為本發明實施例之一電腦系統70之功能方塊示意圖。如第7圖所示，電腦系統70主要由第2圖中之觸控感應系統20及一主機704所組成。觸控感應裝置200可感應一待測物體(如手指、筆等)並產生代表該待測物體於一偵測面板(未顯示)上之位置的偵測訊號。觸控感應控制晶片202可利用上述縮放手勢判斷方法，透過觸控感應裝置200上兩個觸控點之間位置差值之變化，決定該兩個觸控點所代表之縮放手勢ZG。最後，觸控感應控制晶片202可將代表縮放手勢ZG之一封包Pac傳送至主機704。較佳地，封包Pac可包含有一位元之一縮放手勢代碼(zoom ID code)及一位元之一縮放方向代碼(zoom direction code)，以指示主機704一縮放手勢發生，及該縮放手勢之方向為放大(zoom-in)或縮小(zoom-out)。然而，封包Pac之格式不在此限，本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化。

需注意的是，上述實施例利用兩個觸控點之間位置差值之變化，以判斷多點手勢(multi-touch gesture)的方法亦不在此限，本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化。例如，判斷單元208及決定單元210亦可能進一步根據兩個觸控點之間位置差值之變化，判斷該兩個觸控點所代表之手勢為一旋轉(rotation)手勢。舉例而言，在第3圖中，若T1及第二觸控點T2之間的位置差值D不變，且垂直位置差值△Y遞減時，可判斷T1及T2代表一逆時針(counter-clockwise)旋轉手勢。

綜上所述，本發明之縮放手勢判斷方法利用偵測兩個觸控點之間位置差值之變化，決定兩個觸控點所代表之一縮放手勢，因此可搭配自容(self-capacitance)或互容(mutual-capacitance)等兩種感應方式之觸控感應裝置，改善了習知利用自容感應方式之觸控感應裝置受先天物理特性所限而出現誤判的問題。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．投射電容感應裝置

20．．．觸控感應系統

70．．．電腦系統

200．．．觸控感應裝置

202．．．觸控感應控制晶片

206．．．偵測單元

208．．．判斷單元

210．．．決定單元

704．．．主機

CX1～CXm、CY1～CYn．．．偵測訊號

T1、T2、T1’、T2’．．．觸控點

D．．．位置差值

△X．．．水平位置差值

△Y．．．垂直位置差值

ZG．．．縮放手勢

X1～Xm、Y1～Yn．．．感應電容串列

Pac．．．封包

第1圖為習知一投射電容感應裝置之示意圖。

第2圖為依據一實施例之一觸控感應系統之方塊架構圖。

第3圖，第3圖為第2圖中之觸控感應控制晶片偵測兩觸控點之間的一位置差值之示意圖。

第4A、4B圖為第2圖中之觸控感應晶片搭配自容感應之觸控感應裝置時，可能出現誤判情形之示意圖。

第5圖為依據一實施例之一縮放手勢判斷流程。

第6圖為依據一實施例之一反彈跳機制流程。

第7圖為依據一實施例之一電腦系統之方塊架構圖。

20．．．觸控感應系統

200．．．觸控感應裝置

202．．．觸控感應控制晶片

206．．．偵測單元

208．．．判斷單元

210．．．決定單元

CX1～CXm、CY1～CYn．．．偵測訊號

T1、T2．．．觸控點

D．．．位置差值

ZG．．．縮放手勢

Claims (12)

1. 一種縮放手勢判斷方法，用於一觸控感應裝置，包含有：偵測一第一觸控點及一第二觸控點；判斷該第一觸控點及一第二觸控點之間的一位置差值；以及根據該位置差值之變化，決定該第一觸控點與該第二觸控點所代表之一縮放手勢。
2. 如請求項1之縮放手勢判斷方法，其中根據該位置差值之變化，決定該第一觸控點及該第二觸控點所代表之該縮放手勢之步驟，包含有：當該位置差值呈現連續遞增或遞減時，決定第一觸控點及該第二觸控點所代表之該縮放手勢係一放大(Zoom-in)或一縮小(Zoom-out)手勢。
3. 如請求項1之縮放手勢判斷方法，其中判斷該該第一觸控點與該第二觸控點之間的位置差值之步驟，包含有：判斷該第一觸控點與該第二觸控點之間的一水平位置差值及一垂直位置差值。
4. 如請求項3之縮放手勢判斷方法，其另包含有：當該水平位置差值或該垂直位置差值為零時，利用一反彈跳(De-bounce)機制來決定該第一觸控點及該第二觸控點是否為水平或垂直排列。
5. 如請求項4之縮放手勢判斷方法，其中利用該反彈跳機制來決該第一觸控點及該第二觸控點是否為水平或垂直排列之步驟，包含有：持續偵測該第一觸控點及該第二觸控點；計數該第一觸控點與該第二觸控點之間的該水平位置差值或該垂直位置差值為零之次數，以產生一累計值；以及比較該累計值與一臨界值，若該累計值大於該臨界值時，決定該第一觸控點與該第二觸控點為水平或垂直排列。
6. 如請求項5之縮放手勢判斷方法，其另包含有：當該水平位置差值及該垂直位置差值皆不為零時，將該累計值歸零。
7. 一種觸控感應控制晶片，用於一觸控感應裝置，包含有：一偵測單元，用來偵測一第一觸控點及一第二觸控點；一判斷單元，用來判斷該第一觸控點及一第二觸控點之間的一位置差值；以及一決定單元，用來根據該位置差值之變化，決定該第一觸控點與該第二觸控點所代表之一縮放手勢。
8. 如請求項7之觸控感應控制晶片，其中當該位置差值呈現連續遞增或遞減時，該決定單元決定該第一觸控點及該第二觸控點所代表之該縮放手勢係一放大(Zoom-in)或一縮小(Zoom-out)手勢。
9. 如請求項7之觸控感應控制晶片，其中該判斷單元判斷該第一觸控點與該第二觸控點之間的一水平位置差值及一垂直位置差值，以判斷該第一觸控點與該第二觸控點之間的該位置差值。
10. 如請求項9之觸控感應控制晶片，其中當該水平位置差值或該垂直位置差值為零時，該決定單元另利用一反彈跳(De-bounce)機制來決定該第一觸控點及該第二觸控點是否為水平或垂直排列。
11. 如請求項10之觸控感應控制晶片，其中該決定單元係持續偵測該第一觸控點及該第二觸控點，並計數該第一觸控點與該第二觸控點之間的該水平位置差值或該垂直位置差值為零之次數，以產生一累計值，以及比較該累計值與一臨界值，若該累計值大於該臨界值時，決定該第一觸控點與該第二觸控點為水平或垂直排列。
12. 如請求項9之觸控感應控制晶片，其中當該水平位置差值及該垂直位置差值皆不為零時，該決定單元將該累計值歸零。