TW201351230A - 觸控螢幕輸入／輸出裝置技術 - Google Patents

Abstract

一種用以操作一觸控螢幕輸入/輸出裝置的狀態機實行方法，包括由掃描邏輯從觸控感測器決定充電位準。來自觸控感測器的充電位準由類比對數位轉換器轉換為數位充電資料。由感測邏輯從數位充電資料偵測可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料。將可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料與預定限制比較，以由臨界管理邏輯決定滿足一預定準確率的觸碰事件及位置。

Description

觸控螢幕輸入/輸出裝置技術

本發明係關於一種觸控螢幕輸入/輸出裝置技術，尤其是關於一種操作一觸控螢幕輸入/輸出裝置的狀態機實行方法。

計算系統已對現代社會的進步做出顯著的貢獻且用於許多應用中來達成有利的結果。許多裝置(例如桌上型個人電腦(PCs)、膝上型PCs、平板PCs、筆記型電腦、電子閱讀器、智慧型手機、伺服器及類似者)有利於對娛樂、教育、商業、及科學的多數領域中之通訊及分析資料提高生產率及降低成本。許多計算系統的一共同部份為觸控螢幕輸入/輸出介面。觸控螢幕輸入/輸出介面包括顯示器及覆蓋於顯示器上的觸控感測器。顯示器一般可為陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、電漿、發光二極體(LED)、或其他類似種類的顯示器。顯示器係用以向使用者顯示例如字母數字字元、圖標、游標、照片、圖像、圖畫及/或類似者。觸控感測器一般可為電阻式、電容式、表面聲波式觸控感測器。觸控感測器係用以偵測使用者在觸控螢幕輸入/輸出介面上的局部活動(例如觸碰)。在某些情況下，觸控感測器所偵測到的局部活動係對應顯示器上的一或多個事件。舉例來說，針對一應用程式，顯示器可輸出一圖形使用者介面，包括複數個可選擇按鈕。使用者對顯示器上一特定按鈕的觸碰可輸入至應用程式作為對應 的使用者輸入。因此，觸控螢幕輸入/輸出裝置係致能使用者與所顯示內容直接互動，而不是非直接地透過其他輸入/輸出裝置(例如指向裝置或導航鍵(navigation key))。

參考圖1，其顯示根據習知技術之範例計算裝置。計算裝置100包括一或多個處理器105，其係通訊地耦合至一或多個記憶體110、以及包括觸控螢幕輸入/輸出裝置115-130的一或多個週邊裝置。應了解到，計算裝置100一般包括許多其他裝置、組件、週邊裝置、通訊匯流排、及次系統(像是晶片組(例如北橋及南僑))、揮發及非揮發記憶體、網路介面、及類似者。裝置並未顯示及討論，因為其為熟此技藝者所習知且對本發明技術之具體實施例的理解並無密切關係。

觸控螢幕輸入/輸出裝置115-130包括顯示器115及覆蓋於顯示器115上的觸控感測器120。顯示器115係經由其對應的顯示器控制模組125而通訊地耦合至一或多個處理器105。觸控感測器120係經由其對應的觸控感測器控制模組130而通訊地耦合至一或多個處理器105。觸控控制模組130包括一演繹處理器。應理解到，顯示器115、顯示器控制模組125、觸控感測器120及觸控控制模組130可實施為外部週邊裝置、可實施為內部週邊裝置、或任何其他組合。顯示控制模組將視頻資料轉換為串列位元流。觸控控制模組偵測觸碰事件及觸碰事件在觸控感測器上的位置。一般來說，觸碰位置係決定為基於x-y座標的方位。

觸控螢幕輸入/輸出介面在計算裝置中變得越來越受歡迎，例如智慧型手機、手持遊戲系統、膝上型個人電腦、平板個人電腦、筆記型電腦、電子閱讀器及類似者。隨著觸控螢幕輸入/輸出介面的使用持續增加，對改善的顯示次系統、觸控感測器次系統、及/或觸控螢幕輸入/輸入介面次系統有持續的需求。

本發明技術可藉由參照用以描述關於觸控螢幕輸入/輸出裝置技術之本發明技術之具體實施例的以下描述及附隨圖式而有較佳的理解。

在一範例具體實施例中，觸控螢幕輸入/輸出裝置包括覆蓋於一顯示器之上的一觸控感測器。狀態機實行觸控控制模組係通訊地耦合於觸控感測器及一通用處理單元之間。在一實施中，狀態機實行觸控控制模組包括通訊地耦合至觸控感測器的一掃描邏輯。類比對數位轉換器係通訊地耦合至掃描邏輯。感測邏輯係通訊地耦合至類比對數位轉換器。臨界管理邏輯係通訊地耦合於感測邏輯及通用處理單元之間。在一實施中，通用處理單元係執行計算裝置可執行指令以實行通訊地耦合至臨界管理的一面積偵測功能。通用處理單元亦執行計算裝置可執行指令以實行智慧偵測功能，其係通訊地耦合至面積偵測功能及一或多個作業系統驅動器。通用處理單元亦執行計算裝置可執行指令以實行通訊地耦合至智慧偵測功能的一游標管理功能。

此發明內容係以簡化的形式介紹概念的選擇，其將於以下的詳細描述中進一步地描述。此發明內容並不意欲用以識別所主張標的之關鍵特徵或重要特徵，亦不意欲用以限制所主張標的的範疇。

100‧‧‧計算裝置

105‧‧‧處理器

110‧‧‧記憶體

115‧‧‧顯示器

120‧‧‧觸控感測器

125‧‧‧顯示器控制模組

130‧‧‧觸控感測器控制模組

200‧‧‧計算裝置

205‧‧‧處理器

210‧‧‧記憶體

215‧‧‧顯示器

220‧‧‧觸控感測器

225‧‧‧顯示器控制模組

230‧‧‧觸控感測器控制模組

305‧‧‧掃描邏輯

310‧‧‧類比對數位轉換器

315‧‧‧感測邏輯

320‧‧‧臨界管理邏輯

325‧‧‧面積偵測應用程序

330‧‧‧智慧偵測應用程序

335‧‧‧游標管理應用程序

340‧‧‧作業系統驅動器

345‧‧‧應用程式介面

405‧‧‧掃描邏輯

410‧‧‧類比對數位轉換器

415‧‧‧專屬處理器

420‧‧‧感測邏輯

425‧‧‧面積偵測邏輯

430‧‧‧面積列表資料

435‧‧‧智慧偵測邏輯

440‧‧‧游標管理

445‧‧‧作業系統驅動器

450‧‧‧應用程式介面

本發明技術之具體實施例係以範例形式說明而非作為限制，於所附隨的圖式的各圖中，類似的參考符號表示類似的元件，其中：圖1顯示根據習知技術之範例計算裝置的方塊圖； 圖2顯示根據本發明技術之一具體實施例之計算裝置的方塊圖；圖3顯示根據本發明技術之一具體實施例之計算裝置之觸控感測器、觸控感測器控制模組、及處理器之更詳細表示的方塊圖；以及圖4顯示根據習知技術之計算裝置之觸控感測器、觸控感測器控制模組、及處理器之更詳細表示的方塊圖。

現在將詳細參考本發明技術的具體實施例，附圖內將說明其範例。雖然本發明技術將結合這些具體實施例來說明，將瞭解到這並不意欲限制本發明於這些具體實施例。相反地，本發明係意圖涵蓋可由後附申請專利範圍所定義之本發明範疇內所包含之變化、修改與均等。此外，在下列本發明技術的詳細說明中，將提出許多特定細節以提供對本發明技術的通盤瞭解。不過，將瞭解到本發明技術可無這些特定細節而實施。在其他實例中，已知的方法、程序、構件和電路並未詳述，以避免不必要地模糊本發明技術的態樣。

以下之本發明技術的某些具體實施例以在一或多個電子裝置內之資料上操作的常式、模組、邏輯塊、及其他符號表示來呈現。這些說明及表示為熟此技藝者通常用於此領域的手段，以有效地將工作內容傳達給其他熟此技藝者。於本文中，常式、模組、邏輯塊及/或類似者通常視為導致所需結果之自相一致順序的程序或指令。這些處理為包括物理量的物理操控者。通常但非必要，這些物理操控採電或磁信號的形式，其能被儲存、轉移、比較、或操控於電子裝置中。為方便起見且參照一般使用， 這些信號針對本發明技術之具體實施例係表示為資料、位元、數值、元件、符號、字母、術語、數字、字串、及/或類似者。

然而，應注意，所有這用語係解釋為參照物理操控及量且僅為便利符號，且係進一步考慮此技術領域中常用的用語而解釋。以下討論中除非有特別指明，應理解本發明技術的討論中使用例如「接收」及/或類似者之用語之討論係表示電子裝置(例如操控及轉換資料之電子計算裝置)的動作及處理。資料係表示為在電子裝置之邏輯電路、暫存器、記憶體及/或類似者內之物理(例如電子)量，且係轉換成類似表示為電子裝置內之物理量的其他資料。

在此申請案中，使用反意連接詞意欲包含連接詞。使用定冠詞或不定冠詞並不意欲指示基數。特別地，提及「該」物體或「一」物體亦意欲表示可能的複數個此等物體之一者。亦應理解，本文中所使用的措詞及術語係用於描述目的且不應視為限制。

參考圖2，其顯示根據本發明技術一具體實施例的一計算裝置。計算裝置200包括一或多個處理器205，其係通訊地耦合至一或多個記憶體210、及一或多個週邊裝置(其包括觸控螢幕輸入/輸出裝置215-235)。計算裝置一般也包括許多其他裝置、組件、次系統、週邊裝置及/或類似者，其並非理解本發明技術之具體實施例所必需，因而在本文中不作討論。

觸控螢幕輸入/輸出裝置215-235包括顯示器215及覆蓋於顯示器215之上的觸控感測器220。顯示器215經由其對應的顯示器控制模組225而通訊地耦合至一或多個處理器205。觸控感測器220經由其對應的觸控感測器控制模組230而通訊地耦合至一或多個處理器205。觸控感測器控制模組230係實施為一狀態機。應理解到，顯示器215、顯示器控制模組225、觸控感測器220、及觸控感測器控制模組230可實施為外部週邊裝置或可實施為內部週邊裝置。更應理解到，有許多其他方式可實施顯示器215、顯示器控制模組225、觸控感測器220、以及觸控感測器控制模組230。舉例來說， 觸控感測器220及顯示器215可實施為外部週邊裝置，而顯示器控制模組225及觸控控制模組230可實施為與計算裝置200的其他次系統內部地整合。

顯示器控制模組225將視頻資料轉換為同步視頻顯示信號中的串列位元流輸出。觸控感測器220可為電阻式、電容式、表面聲波、或類似面板。在一電容式觸控感測器中，物件(例如使用者的手指)改變感測器上的局部電容。觸控感測器控制模組230可從電容的改變而間接地決定一觸碰事件及觸碰的位置。在一實施中，觸控感測器控制模組230藉由掃描安排於由列及行所組成之矩陣中之充電元件的陣列而決定電容。觸控感測器控制模組230決定在觸控感測器之每一列及行的交叉點的電容。類似地，在一電阻式觸控感測器220中，決定橫越電阻式元件之矩陣之電場的改變。一般來說，觸控位置係決定為基於x-y座標的方位。

現在參考圖3，其顯示根據本發明技術之一具體實施例之計算裝置之觸控感測器220、觸控感測器控制模組230、及處理器205之更詳細表示的方塊圖。觸控感測器控制模組230可包括掃描邏輯305、類比對數位轉換器310、感測邏輯315、及臨界管理邏輯320。因此，觸控模組230為狀態機且不包含專屬處理器。

掃描邏輯305係通訊地耦合至觸控感測器面板220及類比對數位轉換器310。掃描邏輯305沿著行及列的網格控制電容式元件的感測，以經由串列埠介面(SPI)提供充電位準至類比對數位轉換器310。類比對數位轉換器310針對每一觸控感測器掃描間隔將充電位準轉換為有關觸控感測器之電容式表面的數位充電資料。感測邏輯315對每一觸控感測器掃描間隔偵測可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料。臨界管理320比較可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料與預定限制，以決定滿足一預定準確率的觸碰事件及位置。因此，狀態機完成最小的處理以傳輸可靠的觸碰事件及位置資訊。

通用處理器205執行計算裝置可執行指令組，以實施面積偵 測應用程序325、智慧偵測應用程序330、游標管理應用程序335、一或多個作業系統驅動器340、一或多個應用程式介面345、作業系統、一或多個使用者模式應用程式、及/或類似者。作業系統驅動器340接收指示有效觸碰事件及有效觸碰事件之x-y座標的資訊。作業系統驅動器340可將有效觸碰事件及其x-y座標轉換為適當的輸入以經由對應的應用程式介面345傳送至一或多個使用者應用程式。

相較之下，根據習知技術之計算裝置100之觸控感測器120、觸控感測器控制模組130、及處理器105之更詳細表示的方塊圖係顯示於圖4。觸控感測器控制模組130可包括掃描邏輯405、類比對數位轉換器(ADC)410、及專屬處理器(例如微控制器、嵌入式處理器)415。掃描邏輯405係通訊地耦合至觸控感測器面板120及類比對數位轉換器410。掃描邏輯405沿著行及列的網格控制電容式元件的感測，以經由串列埠介面(SPI)提供充電位準至類比對數位轉換器410。類比對數位轉換器410針對每一觸控感測器掃描間隔將充電位準轉換為關於觸控感測器之電容式表面的數位充電資料。專屬處理器415經由串列埠介面(SPI)從類比對數位轉換器410接收觸控感測器的數位充電資料。專屬處理器415針對每一觸控感測器掃描間隔將資料轉換為觸碰事件及位置資訊。專屬處理器415提供事件偵測、面積偵測、追蹤、雜訊消除、及其他通訊/排程功能。在一實施中，觸控感測器控制模組130的專屬處理器415可為32位元的微控制器。專屬處理器可包括感測邏輯420、面積偵測邏輯425、面積列表資料430、智慧偵測邏輯435、及游標管理440。

通用處理器105執行計算裝置可執行指令組，以實施一或多個作業系統(OS)驅動器445、一或多個應用程式介面(API)450、作業系統、一或多個使用者模式應用程式及/或類似者。作業系統驅動器445接收指示有效觸碰事件及有效觸碰事件之x-y座標的資訊。作業系統驅動器445可將有效觸碰事件及其x-y座標轉換為適當的輸入以經由對應的應用程式介面450傳 送至一或多個使用者應用程式。

再次參考圖3，觸控螢幕控制模組320的狀態機實施係用以消除沒有滿足預定準確率的可能觸碰事件及位置。因此，狀態機傳輸可靠的觸碰資料，且不會為了實質上具有不正確可能性的資料而喚醒通用處理器205。因此，具體實施例係消除了對觸控感測器控制模組230的許多耗時及繁複計算的處理任務，且將其推送至通用處理器205。作業系統可接著決定觸控螢幕輸入/輸出裝置需要多快及多正確的結果，且將所需的處理資源量用於任務。觸控螢幕效能的組態、微調及更新可有利地透過作業系統更新而完成，且只要稍微改變或不需改變觸控螢幕控制模組230中的任何韌體。藉由消除對觸控感測器控制模組230中之專屬處理器的需求，也消除了運行一微控制器所需的其他組件，像是揮發性記憶體、非揮發性記憶體、時脈、電源調節器及類似者。因此，可降低觸控螢幕輸入/輸出裝置的價格。此外，相較於專屬處理器，狀態機需要較少的功率來實行資料的掃描。此外，通用處理器205及作業系統已經運行且一般係執行許多其他任務。相較於已經在系統中運行的任務，在通用處理單元205中之觸控偵測特定任務所需的額外處理功率係相對為小。降低的功率係有利地延長了電池供電裝置的操作時間，例如智慧型手機、可攜式遊戲機及類似者。

前文中對本發明技術之特定具體實施例的描述係提出供解說及說明。以上描述並不意圖詳盡窮舉或限制本發明於所揭示的精確形式，且顯然可按照以上教示進行許多修改及變化。具體實施例的選擇與說明係為了對本發明技術的原理及實際應用提出最好的解說，藉此讓熟習本技術者以適於所想特定用途的各種修改，充分利用本發明技術及各種具體實施例。預期本發明範疇係由本文後隨之申請專利範圍及其均等所定義。

200‧‧‧計算裝置

205‧‧‧處理器

210‧‧‧記憶體

215‧‧‧顯示器

220‧‧‧觸控感測器

225‧‧‧顯示器控制模組

230‧‧‧觸控感測器控制模組

Claims (9)

1. 一種裝置，包含：一觸控感測器，覆蓋於一顯示器之上；一狀態機實行觸控控制模組，通訊地耦合於該觸控感測器及一通用處理單元之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該狀態機實行觸控控制模組包含：一掃描邏輯，通訊地耦合至該觸控感測器；一類比對數位轉換器，通訊地耦合至該掃描邏輯；一感測邏輯，通訊地耦合至該類比對數位轉換器；以及一臨界管理，通訊地耦合於該感測邏輯及該通用處理單元之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該通用處理單元係執行一或多組計算裝置可執行指令以實行：一面積偵測功能，其通訊地耦合至該臨界管理；一智慧偵測功能，其通訊地耦合至該面積偵測功能及一或多個作業系統驅動器；以及一游標管理功能，其通訊地耦合至該智慧偵測功能。
4. 一種方法，包含：由狀態機實行觸控感測器控制模組掃描以從一觸控感測器決定充電位準； 由狀態機實行觸控感測器控制模組轉換該充電位準為數位充電資料；由狀態機實行觸控感測器控制模組從該數位充電資料偵測可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料；以及由狀態機實行觸控感測器控制模組比較該可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料與預定限制，以決定滿足一預定準確率的觸碰事件及位置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含由該觸控感測器控制模組之一掃描邏輯掃描，以從該觸控感測器決定該充電位準。
6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含由該觸控感測器控制模組之一類比對數位轉換器轉換該充電位準為該數位充電資料。
7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含由該觸控感測器控制模組之感測邏輯從該數位充電資料偵測該可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料。
8. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含由該觸控感測器控制模組之一臨界管理比較該可能的觸碰事件及可能的觸碰事件位置資料與預定限制，以決定滿足該預定準確率的觸碰事件及位置。
9. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含由一通用處理單元執行一或多組計算裝置可執行指令以實行：一面積偵測功能，其通訊地耦合至該臨界管理；一智慧偵測功能，其通訊地耦合至該面積偵測功能及一或多個作業系統驅動器；以及一游標管理功能，其通訊地耦合至該智慧偵測功能。