TW201342257A - 藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法 - Google Patents

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Abstract

在此揭露一種藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，此方法主要用於手持裝置。在此方法中首先取得差異陣列，然後藉由擷取差異陣列之列與行的最大值，分別取得列投影表列與行投影表列。藉由重複實施互電容偵測，可以從多個手掌區塊中排除假性手掌區塊。藉由結合局部空間邊界偵測演算法，因而可以偵測預估落在矩形手掌區塊內但超出真實手掌區塊之輸入的感應訊號。由於此方法可以減少計算量，可以將本發明之排除手掌誤觸計算的演算法內建於觸控面板的控制晶片內。

Description

藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法
發明係有關於一種排除手掌誤觸(palm rejection)方法，特別是有關於一種藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法。
電容觸控面板主要是為了改善因刮傷導致電阻式觸控面板劣化而產生。電容式觸控面板係藉由辨別靜電場的變化來偵測觸控。在所有觸控技術中，單點觸控電容式，其又可稱為表面電容式，為最普遍且容易製造。相較於單點觸控式，投影觸控式(projected capacitive type)使用單層或多層之圖案化銦錫氧化物(indium zinc oxide，ITO)形成一偵測矩陣。在自電容偵測技術中，這類的觸控面板包含列電極(row electrode)3與行電極(column electrode)4，如第1A圖與第1B圖所示。一旦手指碰觸到觸控面板，附近電極的自電容將會提高，此乃是所有串聯之自電容累積的結果。當偵測出每個電極的自電容，控制晶片將可取得所有電極的電容變化量，且相關的習知演算法可用於找出觸碰的可能位置。然而，藉由自電容式來偵測電極之電容變化的方法可能偵測出假性觸碰點(ghost point)，假性觸碰點會讓自電容無法準確地偵測出兩個或以上之觸碰的真正位置。
另一方面，在互電容偵測技術中，其面板包含原始資料矩陣，而此原始資料矩陣為包含列電極3與行電極4之電容所形成的格柵。與藉由偵測整個電極的電容變化偵測目標物之自電容觸控螢幕不同地方在於，互電容觸控螢幕僅偵測相交之列電極與行電極交叉點的電容變化。不同於自電容式偵測X+Y個電極(其中X與Y為原始資料矩陣之電極的數量)，互電容偵測在X．Y個獨立交叉點之相交電極的電容，其意味著互電容可適用於偵測多點觸控。
雖然互電容較適用於多點觸控的偵測，但實際偵測較自電容式困難，且每個交叉點之互電容的電容變化相當小。假設互電容是唯一可應用的資料，其通常無法支援高階觸控特性，例如觸控筆偵測。另外，在習知技術中，排除手掌誤觸的計算量相當龐大，因而無法將其內建於觸控面板控制晶片中。
因此，從習知技術的能力和低效率下可以得知，自電容式受限於多點觸控的偵測，而互電容式的偵測資料較自電容式小。可合理推論將互電容與局部空間邊界偵測演算法(local spatial boundary detection algorithm)結合，排除手掌誤觸的計算量可以大幅減少，因此排除手掌誤觸計算的演算法可內建於觸控面板控制晶片內。
本發明的目的在提供一種藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其主要用於手持裝置。此方法首先取得一差異陣列，藉由擷取差異陣列之列與行的最小值，分別取得列投影表列與行投影表列。藉由重複實施互電容偵測，可以從多個手掌區塊中排除假性手掌區塊。另一方面來說，真實手掌區塊所排除誤觸的區域為矩形。因此可以排除任何落入矩形區塊內但超出真實手掌區塊所輸入的感應訊號。藉由結合局部空間邊界偵測演算法(local spatial boundary detection algorithm)的裝置，可偵測落在矩形手掌區塊內但超出真實手掌區塊所真實輸入的感應訊號。由於此方法可以減少計算量，則可以將排除手掌誤觸計算的演算法內建於觸控面板的控制晶片內。
為了達到上述之目的，本發明提供一種藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其適用於手持裝置，可以減少計算量，排除手掌誤觸計算的演算法則可以內建於觸控面板的控制晶片內。此方法包含下列步驟：取得具有列感應線與行感應線之感應陣列的電容原始資料；比較電容原始資料與參考原始資料以取得差異陣列；藉由擷取差異陣列之列的最小值以取得一列投影表列；以及藉由擷取差異陣列之行的最小值以取得一行投影表列。
在本發明的一實施例中，藉由計算每條列感應線與每條行感應線的自電容，取得感應陣列的目前原始資料。
在本發明的一實施例中，藉由計算在列感應線與行感應線之間的互電容，以取得感應陣列的目前原始資料。
在本發明的一實施例中，參考原始資料包含一電容矩陣，而在感應陣列上沒有觸碰或手掌區塊產生的情況下，藉由一統計模型計算電容矩陣。
在本發明的一實施例中，藉由使用一靜態校準程序計算該參考原始資料。
在本發明的一實施例中，藉由使用一動態校準程序計算該參考原始資料。
在本發明的一實施例中，更包含藉由列投影表列與行投影表列決定至少一矩形手掌區塊的步驟。
在本發明的一實施例中，藉由列投影表列與行投影表列決定至少一矩形手掌區塊的步驟是分別比較列投影表列與第一手掌臨限值以及比較行投影表列與第二手掌臨限值，以形成列手掌掩碼與行手掌掩碼，進而決定手掌區塊的一範圍。
在本發明的一實施例中，若在手掌區塊之感應線的感應訊號低於手掌臨限值，則所對應之列手掌掩碼或行手掌掩碼等於1，反之，若在手掌區塊的感應線的感應訊號高於手掌臨限值，則所對應之列手掌掩碼或行手掌掩碼等於0。
在本發明的一實施例中，若在手掌區塊的相鄰列感應線的數量高於一列臨限值，且在手掌區塊的相鄰行感應線的數量高於一行臨限值，則可過濾或忽略在手掌區塊的感應訊號。
在本發明的一實施例中，若在手掌區塊之相鄰列感應線的數量乘上相鄰行感應線的數值高於一臨限面積，則可過濾掉或忽略在手掌區塊所產生的感應訊號。
在本發明的一實施例中，更包含逐一過濾掉在矩形手掌區塊之假性觸碰區塊的步驟，其藉由互電容偵測裝置，從複數個手掌區塊完成過濾掉假性手掌區塊。
在本發明的一實施例中，更包含：藉由結合一局部空間邊界偵測演算法裝置，偵測落在矩形手掌區塊內但超出真實手掌區塊的感應訊 號。
本發明的實際優點：偵測多個手掌區塊，而排除假性手掌區塊。另外，落在矩形手掌區塊內但超出真實手掌區塊之輸入的任何感測訊號也可藉由結合之局部空間邊界偵測演算法裝置來偵測。此方法之排除手掌誤觸計算的演算法可以成功地內建於觸控面板控制晶片內。
為讓本發明的所述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳之實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
S110-S140‧‧‧步驟
2‧‧‧碰觸
3‧‧‧列電極
4‧‧‧行電極
10‧‧‧方法
20‧‧‧原始資料矩陣
21‧‧‧假性觸碰點
22‧‧‧真實觸碰點
23‧‧‧列投影表列
231‧‧‧列手掌掩碼
24‧‧‧行投影表列
241‧‧‧行手掌掩碼
30‧‧‧手掌臨限值
40‧‧‧手掌區塊
41‧‧‧假性手掌區塊
42‧‧‧真實手掌區塊
44‧‧‧感應訊號
50‧‧‧矩形手掌區塊
第1A圖係顯示習知由長條形感應元件所構成之觸控螢幕資料矩陣的示意圖；第1B圖係顯示習知由菱形感應元件所構成之觸控螢幕資料矩陣的示意圖；第2圖係顯示本發明較佳實施例中，藉由投影觸控資料減少手掌誤觸(palm rejection)計算的流程圖；第3圖係顯示本發明較佳實施例中，藉由自電容偵測原始資料矩陣的示意圖；第4圖係顯示在本發明較佳實施例中，藉由自電容式偵測假性觸碰點與真實觸碰點；第5圖係顯示本發明較佳實施例中，假性手掌區塊與真實手掌區塊所形成且對應之列投影表列與行投影表列的示意圖；第6圖係顯示本發明較佳實施例中，藉由互電容偵測裝置在所有可能的觸碰中過濾假性觸碰點的示意圖；以及第7圖係顯示本發明較佳實施例中，真實手掌區塊以及在矩形手掌區塊外與在矩形手掌區塊內但超出真實手掌區塊之所欲輸入感應訊號的示意圖。
以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施的特定實施例。
請參閱第2圖，第2圖為本發明較佳實施例中藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的流程圖。本發明主要用於手持裝置，且排除手掌誤觸計算量的減少可以藉由下列實施例證明，讓此計算方法的演算法可以內建於觸控控制晶片(未圖示)內。本發明的方法10包含下列步驟：步驟1(S110)：取得具有列感應線與行感應線之感應陣列的電容原始資料；步驟2(S120)：比較電容原始資料與參考原始資料以取得一差異陣列；步驟3(S130)：藉由取出差異陣列之列的最大值以取得列投影表列；以及步驟4(S140)：藉由取出差異陣列之行的最大值以取得行投影表列。
請參閱第3圖，第3圖為本發明較佳實施例中藉由自電容偵測原始資料矩陣的示意圖。如第3圖所示，本實施例是藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法10，原始資料矩陣20是由多條列感應線3與多條行感應線4所組成。自電容在此是指發生在接近觸控物件與感應線之交叉點的電容耦合。自電容式方法是偵測感應線的電容變化決定觸碰的可能位置。同樣地，一旦手指在觸控螢幕上發生一碰觸2，在接近列感應線3與行感應線4的自電容會改變，因而察覺觸碰的可能位置。
請參閱第4圖，第4圖係顯示在本發明較佳實施例中藉由自電容式方法偵測假性觸碰點與真實觸碰點。在此實施例中，自電容觸控螢幕技術是以列感應線Y1-Y4與行感應線X0-X3的交叉排列例示。在觸碰偵測期間，觸控面板控制器(未圖示)會掃描列感應線Y1-Y4與行感應線X0-X3，而觸碰所在之列感應線Y1-Y4與行感應線X0-X3的位置會產生脈衝，其顯示於第4圖的上方與右方，此乃在觸碰物件與感應線之間發生電容耦合的結果，而兩條列感應線Y1,Y4與兩條行感應線X1,X2的交叉點則為觸碰的可能位置。藉由特定習知的演算法裝置，可以察覺觸碰的可能位 置，然而對於自電容式之觸碰真實位置的準確偵測則尚未解決。
如第4圖所示，觸碰物件之兩個觸碰(未圖示)在各列感應線Y1,Y4產生脈衝，且在各行感應線X1,X2產生脈衝。兩組脈衝的交叉點構成四個觸碰，其中兩個為假性觸碰點21，而其他兩個為真實觸碰點22。兩個假性觸碰點21不可避免地會造成觸控面板系統的偵測困難。
參閱第5圖，第5圖係為本發明較佳實施例中假性手掌區塊與真實手掌區塊所形成且對應之列投影表列與行投影表列的示意圖。在此實施例中，藉由感應訊號的原始資料矩陣20減去經過校準的原始資料矩陣取得一差異矩陣，經過校準的原始資料矩陣是在沒有觸碰與手掌區塊的情況下，由具有靜態與動態校準的統計模型計算而來。靜態校準可調整螢幕之間的差異，而動態校準則可追蹤濕氣與溫度變化。
在此實施例中，列投影表列23與行投影表列24是由差異矩陣(未圖示)而形成，而列手掌掩碼(row palm mask)231(未圖示)與行手掌掩碼(column palm mask)241(未圖示)分別為手掌臨限值30與列投影表列23之每個投影構件的成員之間的比較結果或手掌臨限值30與行投影表列24之每個投影構件的成員之間的比較結果。若感應線超出手掌臨限值，則對應的列手掌掩碼231或行手掌掩碼241等於1。另外，若感應線低於手掌臨限值，則對應的列手掌掩碼231或行手掌掩碼241等於0。
依舊參閱第5圖，在本發明的一實施例中，可達成藉由列手掌掩碼與行手掌掩碼決定手掌區塊40的步驟。當在手掌區塊50之相鄰列感應線的數量大於列臨限值，手掌區塊50之相鄰行感應線的數量大於行臨限值，則可過濾或忽略在手掌區塊所產生的感應訊號42、44。然而，對於本領域之技術人員而言，列臨限值與行臨限值可以是不同的常數值，其可根據不同的目的或世界上不同國家之特定應用的要求而改變。
依舊參閱第5圖，在本發明的一實施例中，可達到藉由列手掌掩碼231與行手掌掩碼241決定手掌區塊40。當在手掌區塊的相鄰列感應線的數量乘以在手掌區塊的相鄰行感應線的數值大於一臨限面積，則可過濾掉或忽略感應訊號。對於本領域技術人員，藉由列投影表列23與行投影表列24，可以決定手掌區塊40。
參閱第4圖、第5圖與第6圖，第6圖係為本發明較佳實施 例中，藉由互電容偵測裝置在所有可能的觸碰中過濾假性觸碰點的示意圖。在本發明的一實施例中，應用互電容偵測可以從所有可能觸碰中過濾假性觸碰點21，而這些假性觸碰點21是由自電容偵測所產生，如第4圖與第6圖所示。從每個觸碰點的列投影表列與行投影表列可取得每個可能觸碰點之差異矩陣的最大值，並從每個可能觸碰點之差異矩陣的最大值，取得每個可能觸碰點之個別投影，而透過每個可能觸碰點之個別投影來排除假性觸碰點21。且可藉由比較行投影表列或列投影表列與其對應的手掌臨限值以取得對每個觸碰的行手掌掩碼或列手掌掩碼。一旦完成每個觸碰的偵測，可排除假性觸碰點21，而辨別出真實觸碰點22，另一個觸碰彼此投影覆蓋的問題也可消除。藉由迴遞原理(recursive principle)的裝置，所偵測之手掌區塊40的面積逐漸減少直到手掌區塊40的長與寬等於對應之手掌高與手掌寬的值，或手掌區塊40的面積等同於對應之手掌面積，則可以排除假性手掌區塊41。
第7圖係為本發明較佳實施例中，真實手掌區塊以及在矩形手掌區塊外與在矩形手掌區塊內但超出真實手掌區塊之所欲輸入感應訊號的示意圖。在本發明的一實施例中，藉由結合執行局部空間邊界偵測演算法(local spatial boundary detection algorithm)的裝置，在矩形手掌區塊50內但超出真實手掌區塊42的區域完成偵測所欲輸入感應訊號44的步驟。因此，本發明可進一步作用如同手掌投影的預處理系統，避免排除所欲輸入之感應訊號。藉由迴遞原理辨別真實手掌區塊42，減少每個手掌區塊50的範圍，可排除假性手掌區塊。藉由結合局部空間邊界偵測演算法的裝置，辨別在矩形手掌區塊50內但超出真實手掌區塊42之所包含的感應訊號44。因此，可以改善欲輸入之感應訊號44被一並排除的問題。在實施互電容偵測的期間，可以辨別在矩形手掌區塊50以外的感應訊號44。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S110-S140‧‧‧步驟

Claims (13)

  1. 一種藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，該方法包含步驟有：取得具有列感應線與行感應線之感應陣列的電容原始資料；比較該電容原始資料與參考原始資料以取得差異陣列；藉由擷取該差異陣列之列的最大值以取得一列投影表列；以及藉由擷取該差異陣列之行的最大值以取得一行投影表列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中藉由計算每條該列感應線與每條該行感應線的自電容，取得該感應陣列的該目前原始資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中藉由計算在該列感應線與該行感應線之間的互電容，取得該感應陣列的該目前原始資料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中該參考原始資料包含一電容矩陣，而在該感應陣列上沒有觸碰或手掌區塊產生的情況下，藉由一統計模型計算該電容矩陣。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中藉由使用一靜態校準程序計算該參考原始資料。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中藉由使用一動態校準程序計算該參考原始資料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，更包含藉由該列投影表列與該行投影表列決定至少一矩形手掌區塊的步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中藉由該列投影表列與該行投影表 列決定至少一矩形手掌區塊的該步驟分別比較該列投影表列與一第一手掌臨限值與比較該行投影表列與一第二手掌臨限值，形成一列手掌掩碼與一行手掌掩碼以決定該手掌區塊的一範圍。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中若在該手掌區塊之一感應線的一感應訊號超出該手掌臨限值，則所對應之該列手掌掩碼或該行手掌掩碼等於1，反之，若在該手掌區塊之該感應線的該感應訊號低於該手掌臨限值，則所對應之該列手掌掩碼或該行手掌掩碼等於0。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中若在該手掌區塊的該相鄰列感應線的數量高於一列臨限值，且在該手掌區塊的該相鄰行感應線的數量高於一行臨限值，則可過濾或忽略在該手掌區塊的該感應訊號。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，其中若在該手掌區塊的該相鄰列感應線的數量乘上該相鄰行感應線的數量高於一區域臨限值，則可過濾或忽略在該手掌區塊所產生的該感應訊號。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，更包含逐一過濾在該矩形手掌區塊之假性觸碰區塊的步驟，其藉由互電容偵測裝置從複數個該手掌區塊過濾假性手掌區塊來完成。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之藉由投影觸控資料減少排除手掌誤觸計算的方法，更包含：藉由結合一局部空間邊界偵測演算法的裝置，偵測在該矩形手掌區塊內但超出該真實手掌區塊的該感應訊號。
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