TW201335822A - 可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法 - Google Patents

可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，主要係先以一自容式偵測模式讀取感應圖框，標記一個以上具有可識別之感應值的第一軸感應線，再以一互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線，以取得已標記第一軸感應線上一個以上具有感應值的感應點；利用上述方法可有效排除因充電產生的雜訊干擾，且因互容式偵測模式係採局部驅動感應線，可進一步提高圖框率(Frame rate)。

Description

可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法
本發明係關於一種可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，尤指一種利用混合式觸控技術以有效排除因充電引起的雜訊干擾，且可進一步提高圖框率的電容式觸控技術。
自從智慧型手機問世以來，支援多點觸控的電容式觸控面板已是智慧型手機的基本配備，如圖6所示，係一電容式觸控面板的結構示意圖，主要是在一基板80上形成有相間排列的X軸電極81與Y軸電極82，並覆設有一透明面板83，而在相間的X軸電極81與Y軸電極82之間將分別形成一耦合電容Cp，當有手指或導電物體接觸透明面板83時(如圖7所示)，由於手指或導電物體具導電性，一旦趨近X,Y軸電極81,82，即會產生一新的電容Cf，因此當控制器透過X、Y軸感應線(圖中未示)讀取該X,Y軸電極81,82時，根據該處電容變化值的改變以判斷出該處已被觸摸。至於判斷電容變化值的方式，有所謂的互容式(Mutual Capacitance)及自容式(Self Capacitance)偵測模式，其中互容式偵測模式是由Y軸感應線輸出刺激訊號，而由X軸感應線接收類比感應訊號(ADC Raw Data)，因此當手指碰觸某處而產生新的電容Cf時，是觸摸處的耦合電容Cp和電容Cf串聯(如圖8所示)，因而將使觸摸處的類比感應訊號下降，從而由控制器判斷其電容變化值，以決定是否報告座標。
然而在觸控面板的使用過程中，有許多的環境因素會對觸控面板產生雜訊干擾，例如觸控面板運用在手機上，在手機的使用過程中可能遭受不同來源的干擾。由於智慧型手機功能性強，其耗電量相對較大，因此有較多的機會處於充電狀態，且在插著充電器的狀況下操作手機，因每一種充電器的特性不同，當來自充電器的雜訊干擾較大，且使用者在與手機處於未共地(Floating)的狀態下操作手機，即可能遭受雜訊干擾，其雜訊干擾的結果是觸控面板在手指未接觸位置形成感度，並視為波峰而回報座標。
請參閱圖9所示，係以互容式偵測模式讀取感應圖框的示意圖，主要係由各Y軸感應線輸出刺激訊號，再由各X軸感應線接收類比感應訊號，當有手指觸摸時(如圖右側所示)，觸摸位置的感應點出現感度，而由對應的X軸感應線接收類比感應訊號，並轉換為一感應值再回報座標。然當使用者係在手機充電時操作，且為未共地狀態，若充電器的雜訊較大，也會使無手指接觸的感應點出現感度(如圖左側所示)，因而誤報座標。
由上述可知，互容式電容觸控面板在充電時操作易受充電雜訊干擾而誤報座標，故有待進一步檢討，並謀求可行的解決方案。因此本發明主要目的在提供一種可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，主要係利用混合式觸控技術解決充電雜訊造成誤報座標的問題。
為達成前述目的採取的主要技術手段係令一觸控面板具有多數第一軸感應線及多數與前述第一感應線呈直角相交且構成電容耦合的第二軸感應線，並以下列步驟驅動：以自容式偵測模式讀取感應圖框，標記一個以上具有可識別之感應值的第一軸感應線；利用互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線，以取得已標記第一軸感應線上一個以上感應點的感應值。
上述方法係採用混合式偵測模式，主要先由自容式偵測模式找出具有可識別感應值的感應線，再由互容式偵測模式部份地驅動自容式偵測模式找出的感應線，由於自容式偵測模式對於充電時產生的雜訊具有較佳的抗干擾特性，不易在感應線上取得因充電雜訊造成的感應值，換言之，由自容式偵測模式取得具有可識別感應值的感應線即已先排除充電雜訊的干擾因素，因此再以互容式偵測模式讀取圖框時，只驅動自容式偵測模式過濾後的感應線，即可避免充電雜訊造成的座標誤報。由於在執行互容式偵測模式時只驅動標記的感應線，因此亦可提高圖框率(Frame rate)。
前述利用互容式偵測模式只驅動標記的感應線，而取得具有感應值的感應點後，將進一步將該感應點在自容式偵測模式下所取得感應值與自容式偵測模式設定的參數組比較，若感應點在自容式偵測模式下所取得感應值不符合滿足參數組設定的條件，將不回報該感應點上的感應值；利用上述方法可進一步排除充電雜訊干擾產生的感應點與手指觸摸產生的感應點位在同一感應線上時的誤判狀況。
關於本發明的第一較佳實施例，主要係令一觸控面板具有多數第一軸感應線及多數與前述第一感應線呈直角相交且構成電容耦合的第二軸感應線，並以如圖1所示步驟驅動：以自容式偵測模式讀取感應圖框，標記一個以上具有可識別之感應值的第一軸感應線(101)；利用互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線(102)，以取得已標記第一軸感應線上一個以上感應點的感應值。
由於自容式偵測模式對於充電雜訊的抗干擾能力強，因此如果是因為充電雜訊干擾，當使用自容式偵測模式讀取感應線時，將不會出現可識別的感應值，若確實是因手指觸摸而產生的感應值，才會出現在自容式偵測模式被視為可識別之感應值，而執行互容式偵測模式時，是根據自容式偵測模式的讀取結果，選擇要驅動的感應線，意即，於自容式偵測模式下的讀取結果包含有可識別之感應值，只選擇對產生可識別之感應值的感應線進行標記，如此一來即可排除因雜訊所造成的干擾。又由於執行互容式偵測模式時只驅動標記的感應線，因此可相對提高圖框率(Frame rate)。
請參閱圖2係一感應圖框上感應線與對應感應點的示意圖，如圖右側圈註的感應群a是手指實際觸摸處，由於安裝觸控面板的裝置在充電中而產生充電雜訊，因此在(4,4)位置的感應點b將出現互容式偵測模式的感應值；又，由於在互容式偵測模式獲得具有感應值的感應點，必須再經感應值是否為波峰值(Peak)的判斷，才能從中選擇具有波峰值的感應點並進行回報。而感應值是否為波峰值的判斷方式，主要是指一感應點上的感應值(dV值)大於上下左右相鄰感應點的感應值，且同時大於一波峰臨界值(PeakTH)者，或指一感應點上的感應值(dV值)大於一波峰臨界值(PeakTH)者，據此判斷條件，感應點b與感應群a中的感應點a1的感應值將被視為波峰值。此一狀況若直接採用互容式偵測模式作全點讀取時，除了感應群a內的感應點的感應值被視為波峰值而回報感應群a的座標外，感應點b的感應值也被視波峰值，因此也將回報感應點b的座標。而本發明先利用自容式偵測模式讀取各感應線，並設定臨界值，其讀取結果在第一軸感應線部分(此處係指Y軸)只有第2條感應線符合條件，在進一步執行互容式偵測模式讀取時，原則上只驅動(Driving)自容式偵測模式找出的第2條Y軸感應線，以取得手指觸摸處所產生的感應點群，由於只驅動第2條Y軸感應線，位在第4條Y軸感應線上的感應點b即不會被讀取，因此感應點b也不會回報座標，故可有效避免充電雜訊干擾。
為確保訊號的穩定性與準確性，由互容式偵測模式執行驅動部分的特定感應線時，將同時驅動與具有可識別感應值之感應線相鄰的感應線，如上述第2條Y軸感應線上具有可識別之感應值，則由互容式偵測模式驅動感應線時，將驅動第1至3條的Y軸感應線時(如圖3所示)。
在驅動特定的第一軸感應線後，係由第二軸(此處係指X軸)感應線接收類比感應訊號(ADC)，在減去一基準值(Base)後取得其感應值(dV值)；在讀取X軸感應線時可採取兩種方式：
1.　全面讀取：係由所有的X軸感應線讀取訊號。
2.　局部讀取：只由特定的X軸感應線讀取訊號，所稱特定的X軸感應線，係指以自容式偵測模式讀取感應圖框時所取得具有可識別之感應值的X軸感應線，以圖3為例，係由第7條X軸感應線，意即採取局部讀取時，原則上只讀取自容式偵測模式中具有可識別之感應值的感應線，即第7條X軸感應線。而為確保訊號的準確性，亦將讀取與第7條X軸感應線相鄰的X軸感應線，即讀取第6至8條X軸感應線。
請參閱圖4所示，係本發明第二較佳實施例，其包括以下步驟：以自容式偵測模式讀取感應圖框，標記一個以上具有可識別之感應值的感應線，並設定一參數組(401)；以互容式偵測模式驅動標記的感應線，取得具有感應值的感應點(402)；自前述感應點中找出具有波峰值的感應點(403)，所述波峰值係指各感應點的感應值大於上下左右相鄰感應點的感應值，且同時大於一波峰臨界值(PeakTH)者；亦或指一感應點上的感應值大於一波峰臨界值者；判斷已標記感應點在自容式偵測模式下所取得感應值是否符合參數組(404)；若已標記感應點在自容式偵測模式下取得的感應值不符合參數組，即不回報已標記感應點(405)；若符合時則回報已標記感應點(406)。
前述步驟中所稱自容式偵測模式設定的參數組尤指對X軸及Y軸分別設定的X軸臨界值與Y軸臨界值，亦即當互容式偵測模式取得感應點後予以標記，再找出已標記感應點在自容式偵測模式時取得的感應值，再分別與X軸臨界值和Y軸臨界值比較，更具體的說，是找出已標記感應點所在的感應線(已標記感應線)在自容式偵測模式下取得的感應值；當已標記感應點在自容式偵測模式下取得的感應值同時大於X軸臨界值和Y軸臨界值時，始承認該感應點上的感應值；反之，若不符合X軸臨界值及Y軸臨界值之任一，將不回報該已標記感應點；利用前述方法可更有效地排除充電雜訊所造成的座標誤報。
請參考圖5所示，係一自容式讀取感應圖框上感應線與對應互容式感應圖框之感應點的示意圖，如圖右側圈註的感應群a同樣是手指實際觸摸處，圖左側則為充電雜訊所造成的感應點b，由於感應點b與感應群a同時位在第2條Y軸感應線上，因此以互容式偵測模式驅動感應線時，第2條Y軸感應線當然會被驅動；而在全面讀取X軸感應線時，將在感應點b上取得感應值，但採用局部讀取時，感應點b相對應的X軸感應線不會被讀取，因此無從取得感應點b上的感應值。而針對全面讀取時可能造成的誤判，前述圖4所揭示的實施例可有效排除上述誤判。
在互容式偵測模式由第4條X軸感應線上取得感應值時，將進一步將該X軸感應線在自容式偵測模式下取得的感應值與設定的X軸臨界值與Y軸臨界值比較，由於自容式偵測模式原本對於雜訊的抗干擾能力較強，而充電雜訊引起的感應值必然低於前述X軸臨界值或Y軸臨界值，因而可有效排除充電雜訊在感應點上產生的感應值；如圖5在感應圖框的左側及下方所示的曲線圖，分別代表自容式偵測模式設定的Y軸臨界值和X軸臨界值，由圖中可看出，充電雜訊引起的感應點b位在第2條Y軸感應線上，但第2條Y軸感應線上的感應值大於Y軸臨界值，原因在於手指觸摸產生的感應群a也在第2條Y軸感應線上，所以第2條Y軸感應線上的感應值大於Y軸臨界值。而在判斷是否大於X軸臨界值時，因自容式偵測模式抗干擾能力強，只有感應群a的感應值大於X軸臨界值，感應點b上的感應值則不大於X軸臨界值，因此感應點b將不回報；藉此，當手指觸摸產生的感應點和充電雜訊造成的感應點位在同一感應線上時，亦可有效地排除因充電雜訊造成的感應點。
80．．．基板
81．．．X軸電極
82．．．Y軸電極
83．．．透明面板
圖1　係本發明第一較佳實施例的流程圖。
圖2　係本發明第一較佳實施例的一感應圖框示意圖。
圖3　係本發明第一較佳實施例又一感應圖框示意圖。
圖4　係本發明第二較佳實施例的流程圖。
圖5　係本發明第二較佳實施例的感應圖框示意圖。
圖6　係電容式觸控面板的結構示意圖。
圖7　係電容式觸控面板在手指觸摸後產生新的電容示意圖。
圖8　係互容式觸控面板在手指觸摸後的電容變化示意圖。
圖9　係互容式觸控面板因充電雜訊造成感應點產生感應值的感應圖框示意圖。

Claims (13)

  1. 一種可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，包括：以自容式偵測模式讀取感應圖框，標記一個以上具有可識別之感應值的第一軸感應線；利用互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線，以取得已標記第一軸感應線上的一個以上感應點的感應值。
  2. 如請求項1所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線後，讀取所有第二軸感應線的訊號，其中第二軸感應線係與前述第一感應線呈直角相交且構成電容耦合者。
  3. 如請求項1所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，以自容式偵測模式讀取感應圖框時，係進一步標記一個以上具有感應值的第二軸感應線，其中第二軸感應線係與前述第一感應線呈直角相交且構成電容耦合者；利用互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線後，讀取已標記第二軸感應線的訊號。
  4. 如請求項3項所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述互容式偵測模式係讀取已標記第二軸感應線及與已標記第二軸感應線相鄰的第二軸感應線。
  5. 如請求項1至4中任一項所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述互容式偵測模式係驅動已標記第一軸感應線及與該已標記第一軸感應線相鄰的第一軸感應線。
  6. 如請求項1至4中任一項所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，係進一步包含有以下步驟：所述自容式偵測模式設定有一參數組；自所述互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線所取得感應點中，以各感應點的感應值判斷是否為具有波峰值的感應點；判斷具有波峰值的感應點在自容式偵測模式下所取得的感應值是否符合該參數組；若具有波峰值的感應點在自容式偵測模式下所取得的感應值不符合參數組，即不回報該具波峰值的感應點。
  7. 如請求項6所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述參數組為一X軸臨界值及一Y軸臨界值，所述已標記感應點在自容式偵測模式下取得的感應值未大於X軸臨界值或Y軸臨界值之任一，即不回報該具波峰值的感應點。
  8. 如請求項7所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述判斷是否為具有波峰值的感應點，係比對該感應點上的感應值是否大於上下左右相鄰感應點的感應值，若是則該感應點即為具有波峰值的感應點。
  9. 如請求項7所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述判斷是否為具有波峰值的感應點，係指該感應點的感應值大於一波峰臨界值者，該感應點即為具有波峰值的感應點。
  10. 如請求項5項所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，係進一步包含有以下步驟：所述自容式偵測模式設定有一參數組；自所述互容式偵測模式驅動已標記的第一軸感應線所取得感應點中，以各感應點的感應值找出具有波峰值的感應點；判斷具有波峰值的感應點在自容式偵測模式下所取得的感應值是否符合該參數組；若具有波峰值的感應點在自容式偵測模式下所取得的感應值不符合參數組，即不回報該具波峰值的感應點。
  11. 如請求項10所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述參數組為一X軸臨界值及一Y軸臨界值，所述已標記感應點在自容式偵測模式下取得的感應值未大於X軸臨界值或Y軸臨界值之任一，即不回報該具波峰值的感應點。
  12. 如請求項10所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述以各感應點的感應值判斷是否為具有波峰值的感應點，係比對各感應點上的感應值是否大於上下左右相鄰感應點的感應值，若是則該感應點即為具有波峰值的感應點。
  13. 如請求項10所述可排除充電雜訊的觸控面板驅動方法，所述以各感應點的感應值判斷是否為具有波峰值的感應點，係各感應點的感應值大於一波峰臨界值者，該感應點即為具有波峰值的感應點。
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