TW201421374A - 觸碰感測系統及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種觸碰感測系統及其操作方法。此觸碰感測系統包括有一觸控面板、一驅動裝置與一處理電路。所述之觸控面板具有排列成一矩陣之多個觸碰感測單元。所述之驅動裝置用以驅動上述觸碰感測單元，以自每一觸碰感測單元接收一感測訊號，並將每一感測訊號轉換成數位形式而輸出。所述之處理電路用以依據驅動裝置所輸出之每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣，並以一預設方式來搜尋此感測值矩陣中的非零元素，以將找到的所有非零元素視為一物件輪廓，進而計算此物件輪廓的大小。

Description

觸碰感測系統及其操作方法

本發明乃是有關於觸控技術之領域，且特別是有關於一種觸碰感測系統及其操作方法。

隨著觸控技術不斷的精進與發展，觸控式的輸入裝置已普遍應用在許多終端電子產品上，提供了更為優越的操控性及多樣性的介面操作方式，藉以取代傳統滑鼠及鍵盤等輸入裝置的功能，進而節省操作的空間並解決周邊輸入設備攜帶不便的困擾。

觸控面板依據其觸控技術概分有電阻式、電容式、光學式或聲波式等，而電容式觸控面板為目前市場中較受歡迎且市場佔有率較高的技術。但是，在傳統的電容式觸碰感測系統仍然有一些問題解決，例如：使用者的手掌或手腕按壓在電容式觸碰感測系統的觸控面板上而造成電容式觸碰感測系統的誤動作，甚至為了消除使用者誤觸的位置而造成感測系統的運作過於複雜，導致感測系統的運作時間過長。

本發明的目的就是在提供一種觸碰感測系統，其觸碰感測的運作時間較短。

本發明的另一目的就是在提供一種對應於上述觸碰感測系統的操作方法。

本發明提出一種觸碰感測系統，其包括有一觸控面板、一 驅動裝置與一處理電路。所述之觸控面板具有多個觸碰感測單元，而所述之觸碰感測單元係排列成一矩陣。所述之驅動裝置係電性連接上述之觸碰感測單元，並用以驅動上述之觸碰感測單元，以自每一觸碰感測單元接收一感測訊號，並將每一感測訊號轉換成數位形式而輸出。至於所述之處理電路，其係用以接收上述驅動裝置所輸出之感測訊號，並依據每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣。上述之處理電路還逐列掃描上述之感測值矩陣，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之起始點。此外，處理電路還自起始點開始而依平行於上述預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素，且每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，處理電路便以上述之最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與上述最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到的第一個非零元素相對於上述最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向。當再次掃描到上述之起始點時，處理電路便將先前所找到的非零元素皆視為上述之物件輪廓的一部分，以進一步計算此物件輪廓的大小。

本發明另提出一種觸碰感測系統的操作方法。所述之觸碰感測系統包括有一觸控面板與一驅動裝置。所述之觸控面板具有多個觸碰感測單元，且上述之觸碰感測單元係排列成一矩陣。而所述之驅動裝置係電性連接上述之觸碰感測單元，並用以驅動上述之觸碰感測單元，以自每一觸碰感測單元接收一感測訊號，並將每一感測訊號轉換成數位形式而輸出。所述之操作方法包括有下列步驟：依據上述驅動裝置所輸出之每一感測 訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣；逐列掃描上述之感測值矩陣，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之起始點；自起始點開始而依平行於上述預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素；每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，便以上述之最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與上述最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到之第一個非零元素相對於上述最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向；以及當再次掃描到上述之起始點時，便將先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，以進一步計算此物件輪廓的大小。

本發明解決前述問題的手段，乃是先依據觸碰感測系統中之驅動裝置所輸出的每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣。接著，逐列掃描上述之感測值矩陣，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之起始點。然後，自起始點開始而依平行於上述預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素。此外，每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，便以上述之最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與上述最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到之第一個非零元素相對於上述最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向。因此，當再次掃描到上述之起始點時，便可將先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，以進一步計算此物件輪廓的大小。由於本發明僅計算 物件輪廓的大小，而不是去計算觸碰位置的面積大小，因此本發明之觸碰感測系統的運作較簡單，運作時間也較短。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1為依照本發明一實施例之觸碰感測系統的示意圖。請參照圖1，此觸碰感測系統100包括有處理電路110、驅動裝置120與觸控面板130。觸控面板130具有多個觸碰感測單元132(如圖1僅標示一個觸碰感測單元來表示)，且這些觸碰感測單元132係排列成一矩陣。在此，較佳地，以觸控面板130係為電容式觸控面板為範例，然本發明並非以此為限。此外，此例之觸控面板130中的觸碰感測單元132的數目僅是用以舉例，亦非用以限制本發明。請再參照圖1，驅動裝置120係透過多條第一導線140與多條第二導線150來電性連接觸控面板130中的觸碰感測單元132。每條第一導線140係電性連接其中一列的觸碰感測單元132，而每條第二導線150係電性連接其中一行的觸碰感測單元132。

驅動裝置120係用以驅動觸控面板130中的觸碰感測單元132，以自每一觸碰感測單元132接收一感測訊號。舉例來說，驅動裝置120可以是透過上述各第一導線140來逐列提供每一列的觸碰感測單元132一驅動訊號，並在驅動其中一列觸碰感測單元132的同時，再透過上述各第二導線150來同時接收被驅動之每一觸碰感測單元132所產生的感測訊號，然後再將所接收到的每一感測訊號轉換成數位形式而輸出。

至於處理電路110，其用以接收驅動裝置120所輸出的感 測訊號，並用以依據驅動裝置120所輸出之每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元132的位置來定義一感測值矩陣，以圖2來舉例說明之。圖2為處理電路110所定義之其中一種感測值矩陣。請參照圖2，此感測值矩陣200具有7×7個元素，且每一元素的值係表示一對應觸碰感測單元132之感測訊號的值。換句話說，位於第i列第j行之元素的值係表示觸控面板130中位於第i列第j行之觸碰感測單元132的感測訊號的值，其中i與j皆為自然數。

在定義出一感測值矩陣之後，處理電路110便會以一預設方式來搜尋此感測值矩陣中的非零元素，以將找到的所有非零元素視為一物件輪廓，進而計算此物件輪廓的大小。以下將以感測值矩陣200來舉例說明前述之預設方式。

圖3係用以說明前述預設方式的其中一種實施樣態。在圖3中，標示200即表示圖2所示之感測值矩陣。請參照圖3，在所述預設方式中，處理電路110在定義出感測值矩陣200之後，便會逐列掃描感測值矩陣200，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之起始點。以圖3所示的實施樣態而言，處理電路110係以自第一列元素開始至最後一列元素的方式來逐列掃描感測值矩陣200，且係以自第一行元素開始至最後一行元素的方向來掃描每列元素中之每一元素的值。換句話說，上述之預設方向係自第一行元素開始至最後一行元素之方向。然而，在其他的實施樣態中，處理電路110也可以是自最後一列元素開始至第一列元素的方式來逐列掃描感測值矩陣200。此外，在其他的實施樣態中，上述之預設方向亦可以是自最後一行元素開始至第一行元素之方向。另外，在圖3所示的實施樣態中， 處理電路110係將位於第二列第二行的元素當作一物件輪廓之起始點。

在所述預設方式中，處理電路110在找到上述起始點後，便會自起始點開始而依平行於上述預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素。以圖3所示的實施樣態而言，處理電路110於此時之搜尋方向係與先前之預設方向相同，也就是自第一行元素開始至最後一行元素之方向。然而，在其他的實施樣態中，處理電路110於此時之搜尋方向亦可為自最後一行元素開始至第一行元素之方向。

此外，在所述預設方式中，處理電路110每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，處理電路便以上述之最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與上述最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到的第一個非零元素相對於上述最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向。以圖3所示的實施樣態而言，處理電路110自起始點開始而依上述之搜尋方向(此時為自第一行元素開始至最後一行元素之方向)來尋找其他的非零元素時，係會將位於第二列第六行的元素當作此搜尋方向上的最後一個非零元素。

因此，處理電路110便會以位於第二列第六行的元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與位於第二列第六行之元素相鄰的元素。在圖3所示的實施樣態中，上述之預設角度範圍係為順時針旋轉180度的角度範圍。而由於處理電路110在此時所掃描到的第一個非零元素係位於第三列第六行，因此處理電路110會以位於第三列第六行之元素相對於位於第二列第六行之元素的 方向來取代先前的搜尋方向。接著，處理電路110會以新的搜尋方向來尋找其他的非零元素，直到找到此新搜尋方向上的最後一個非零元素，也就是直到找到位於第五列第六行之元素。

在找到此新搜尋方向上的最後一個非零元素之後，處理電路110便會以位於第五列第六行的元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描順時針旋轉180度之角度範圍，以掃描與位於第五列第六行之元素相鄰的元素，一如圖4所示。圖4亦用以說明前述之實施樣態。在圖4中，標示200即表示圖2所示之感測值矩陣。請參照圖4，由於處理電路110在此時所掃描到的第一個非零元素係位於第六列第五行，因此處理電路110會以位於第六列第五行之元素相對於位於第五列第六行之元素的方向來取代先前的搜尋方向。接著，處理電路110會再次以新的搜尋方向來尋找其他的非零元素，直到找到此新搜尋方向上的最後一個非零元素。然而，由於此新搜尋方向上的最後一個非零元素即是位於第六列第五行之元素，因此處理電路110便會以位於第六列第五行的元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描順時針旋轉180度的角度範圍，以掃描與位於第六列第五行之元素相鄰的元素。

由於處理電路110在此時所掃描到的第一個非零元素係位於第六列第四行，因此處理電路110會以位於第六列第四行之元素相對於位於第六列第五行之元素的方向來取代先前的搜尋方向。接著，處理電路110又會再次以新的搜尋方向來尋找其他的非零元素，直到找到此新搜尋方向上的最後一個非零元素，也就是直到找到位於第六列第二行之元素。在找到此新搜尋方向上的最後一個非零元素之後，處理電路110便會以位 於第六列第二行的元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描順時針旋轉180度的角度範圍，以掃描與位於第六列第二行之元素相鄰的元素。

因此，處理電路110在此時所掃描到的第一個非零元素，會是位於第五列第二行之元素。接著，處理電路110會以位於第五列第二行之元素相對於位於第六列第二行之元素的方向來取代先前的搜尋方向，並再次以新的搜尋方向來尋找其他的非零元素，直到找到此新搜尋方向上的最後一個非零元素，也就是直到找到位於第二列第二行之元素。

此外，在所述預設方式中，當處理電路110再次掃描到上述物件輪廓之起始點時，便會將先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，以進一步計算此物件輪廓的大小。以圖3所示的實施樣態而言，由於處理電路110所找到之位於第二列第二行的元素，就是其先前所認定的起始點，因此處理電路110便會將先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，以圖5來說明之。圖5亦用以說明前述之實施樣態。在圖5中，標示200即表示圖2所示之感測值矩陣。如圖5所示，這些箭頭所經過的那些元素，皆是處理電路110先前所找到的非零元素。因此，處理電路110便會將這些先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，並據以進一步計算此物件輪廓的大小。

此外，在另一實施例中，處理電路110每當找到同一搜尋方向上的最後一個非零元素時，其最後一個非零元素亦可能為同一搜尋方向上之起始點。

儘管在上述的實施樣態中，預設角度範圍係為順時針旋轉180度之角度範圍，然此並非用以限制本發明，本領域具有通 常知識者當知在其他的實施樣態中，預設角度範圍亦可為逆時針旋轉180度之角度範圍。以圖5為例，當預設角度範圍改變為逆時針旋轉180度之角度範圍時，處理電路110便會以與圖5所示箭頭所指路徑完全相反的路徑來找非零元素。當然，預設角度範圍亦可以是其他的角度範圍，例如是順時針旋轉135度的角度範圍，或是逆時針旋轉75度的角度範圍。

此外，在所述預設方式中，處理電路110在逐列掃描感測值矩陣之前，更可以是先將感測值矩陣中之所有元素的值進行二值化處理，以圖6來說明之。圖6為圖2所示之感測值矩陣200以二值化處理之後的結果。如圖6所示，感測值矩陣200在經過二值化處理之後，原來之非零元素的值皆改設為1，而其他元素的值則皆維持為0。在將感測值矩陣中之所有元素的值進行二值化處理之後，處理電路110便可依照前述之預設方式來計算此物件輪廓的大小。

藉由上述各實施樣態之教示，本領域具有通常知識者當可歸納出本發明之觸碰感測系統的一些基本操作步驟，一如圖7所示。圖7為依照本發明一實施例之觸碰感測系統的操作方法的流程圖。所述之觸碰感測系統包括有一觸控面板與一驅動裝置。所述之觸控面板具有多個觸碰感測單元，且上述之觸碰感測單元係排列成一矩陣。而所述之驅動裝置係電性連接上述之觸碰感測單元，並用以驅動上述之觸碰感測單元，以自每一觸碰感測單元接收一感測訊號，並將每一感測訊號轉換成數位形式而輸出。請參照圖7，所述之操作方法包括有下列步驟：依據上述驅動裝置所輸出之每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣(如步驟702所示)；逐列掃描上述之感測值矩陣，並依一預設方向掃描 每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之起始點(如步驟704所示)；自起始點開始而依平行於上述預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素(如步驟706所示)；每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，便以上述之最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與上述最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到之第一個非零元素相對於上述最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向(如步驟708所示)；以及當再次掃描到上述之起始點時，便將先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，以進一步計算此物件輪廓的大小(如步驟710所示)。

綜上所述，本發明解決前述問題的手段，乃是先依據觸碰感測系統中之驅動裝置所輸出的每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣。接著，逐列掃描上述之感測值矩陣，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之起始點。然後，自起始點開始而依平行於上述預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素。此外，每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，便以上述之最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與上述最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到之第一個非零元素相對於上述最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向。因此，當再次掃描到上述之起始點時，便可將先前所找到的非零元素皆視為上述物件輪廓的一部分，以進一步計算此物件輪廓的大小。由於本發明僅計算物件輪廓的大小，而不是去計算觸碰位置的面積大 小，因此本發明之觸碰感測系統的運作較簡單，運作時間也較短，此外，利用本發明之操作方法所偵測出的觸碰範圍，具有收斂的平滑區域，可消除邊緣雜訊造成的鋸齒形狀。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。

100‧‧‧觸碰感測系統

110‧‧‧處理電路

120‧‧‧驅動裝置

130‧‧‧觸控面板

132‧‧‧觸碰感測單元

140‧‧‧第一導線

150‧‧‧第二導線

200‧‧‧感測值矩陣

S702~S710‧‧‧步驟

圖1為依照本發明一實施例之觸碰感測系統的示意圖。

圖2為處理電路所定義之其中一種感測值矩陣。

圖3係用以說明預設方式的其中一種實施樣態。

圖4係用以說明預設方式的其中一種實施樣態。

圖5係用以說明預設方式的其中一種實施樣態。

圖6為圖2所示之感測值矩陣以二值化處理之後的結果。

圖7為依照本發明一實施例之觸碰感測系統的操作方法的流程圖。

S702~S710‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種觸碰感測系統，包括：一觸控面板，具有多個觸碰感測單元，該些觸碰感測單元係排列成一矩陣；一驅動裝置，電性連接該些觸碰感測單元，並用以驅動該些觸碰感測單元，以自每一觸碰感測單元接收一感測訊號，並將每一感測訊號轉換成數位形式而輸出；以及一處理電路，用以接收該驅動裝置所輸出之該些感測訊號，並依據每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣，該處理電路還逐列掃描該感測值矩陣，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之一起始點，該處理電路還自該起始點開始而依平行於該預設方向之一搜尋方向來尋找其他的非零元素，且每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，該處理電路便以該最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與該最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到之第一個非零元素相對於該最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向，且當再次掃描到該起始點時，該處理電路便將先前所找到的非零元素皆視為該物件輪廓的一部分，以進一步計算該物件輪廓的大小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰感測系統，其中該預設方向為自第一行元素開始至最後一行元素之方向，或為自最後一行元素開始至第一行元素之方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰感測系統，其中平行於該預設方向之該搜尋方向為自第一行元素開始至最後一行元素之方向，或為自最後一行元素開始至第一行元素之方向。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰感測系統，其中該預設角度範圍為順時針旋轉180度之角度範圍或送時針旋轉180度之角度範圍。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸碰感測系統，其中該處理電路在逐列掃描該感測值矩陣之前，更先將該感測值矩陣中之所有元素的值進行二值化處理。
6. 一種觸碰感測系統的操作方法，該觸碰感測系統包括有一觸控面板與一驅動裝置，該觸控面板具有多個觸碰感測單元，且該些觸碰感測單元係排列成一矩陣，該驅動裝置係電性連接該些觸碰感測單元，並用以驅動該些觸碰感測單元，以自每一觸碰感測單元接收一感測訊號，並將每一感測訊號轉換成數位形式而輸出，該操作方法包括：依據該驅動裝置所輸出之每一感測訊號的值與每一感測訊號所對應之觸碰感測單元的位置來定義一感測值矩陣；逐列掃描該感測值矩陣，並依一預設方向掃描每列元素中之每一元素的值，以便將掃描到的第一個非零元素當作一物件輪廓之一起始點；自該起始點開始而依平行於該預設方向之一搜尋方向來 尋找其他的非零元素；每當找到目前之搜尋方向上的最後一個非零元素時，便以該最後一個非零元素為軸心而自目前之搜尋方向開始並以由小至大的方式來掃描一預設角度範圍，以掃描與該最後一個非零元素相鄰的元素，並以掃描到之第一個非零元素相對於該最後一個非零元素的方向來取代目前之搜尋方向；以及當再次掃描到該起始點時，便將先前所找到的非零元素皆視為該物件輪廓的一部分，以進一步計算該物件輪廓的大小。
7. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中該預設方向為自第一行元素開始至最後一行元素之方向，或為自最後一行元素開始至第一行元素之方向。
8. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中平行於該預設方向之該搜尋方向為自第一行元素開始至最後一行元素之方向，或為自最後一行元素開始至第一行元素之方向。
9. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中該預設角度範圍為順時針旋轉180度之角度範圍或逆時針旋轉180度之角度範圍。
10. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其更包括：在逐列掃描該感測值矩陣之前，先將該感測值矩陣中之所有元素的值進行二值化處理。