TW201520908A - 電容式觸控系統及其增益控制方法 - Google Patents

電容式觸控系統及其增益控制方法 Download PDF

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Abstract

一種電容式觸控系統，包含一增益控制單元依序接收一偵測圖框之複數數位偵測信號。該增益控制單元包含一增益緩衝器及一控制電路。該增益緩衝器用以儲存一目前增益表。該控制電路根據一設定值與該偵測圖框之該等數位偵測信號計算一第一增益表並比較該目前增益表之一目前粗糙度與該第一增益表之一第一粗糙度，當該第一粗糙度比該目前粗糙度平坦時將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。

Description

電容式觸控系統及其增益控制方法
本發明係有關一種輸入系統，更特別有關一種電容式觸控系統及其增益控制方法。
電容式觸控系統通常包含一觸控面板用以偵測至少一導體的接近或觸碰。該觸控面板包含複數偵測單元(sensing cell)用以偵測該導體所誘發的電容變化，並輸出變化的偵測信號。
該等偵測單元所輸出的偵測信號會依序經由一類比前端(analog front end)的放大及濾波後被輸入至一數位後端(digital back end)。該數位後端通常包含一增益放大器以使得在沒有發生碰觸事件(touch event)時保持每一個數位化之偵測信號具有大致相同的數位數值。例如可於出廠前預先設定一增益表，以使得非觸碰(non touch)時相對每一個偵測單元的數位偵測信號具有大致相同的數位數值。然而，該增益表係為固定，並無法根據操作條件改變，例如溫度或老化等，因而操作時可能會出現誤判的情形。
有鑑於此，本發明提出一種電容式觸控系統及其增益控制方法，其可需根據實際操作時觸控資料的粗糙度(roughness)來自動更新增益表，即能夠有效提高偵測正確性。
本發明提供一種電容式觸控系統及其增益控制方法，其可直接根據操作時的偵測信號更新增益表，而不需進行初始化設定。
本發明另提供一種電容式觸控系統及其增益控制方法，其可直接根據操作時的偵測信號選擇增益表，而能適用於操作條件的變化。
本發明提供一種電容式觸控系統，包含一增益緩衝器、一 乘法電路、一減法電路及一控制電路。該增益緩衝器用以儲存一目前增益表。該乘法電路用以將一偵測圖框中每一偵測單元相關之一數位偵測信號乘上該目前增益表中相對應之一增益值以分別輸出一放大後偵測信號。該減法電路用以將一設定值與該偵測圖框中每一偵測單元相關之該放大後偵測信號進行差分以分別輸出一第一觸控資料。該控制電路用以計算相對應該偵測圖框之一第一增益表並計算該目前增益表之一目前粗糙度及該第一增益表之一第一粗糙度，當該第一粗糙度小於該目前粗糙度時將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。
本發明另提供一種電容式觸控系統之增益控制方法，包含下列步驟：於一第一時間接收一第一圖框之複數數位偵測信號；計算並儲存相對應該第一圖框之一第一增益表及該第一增益表之一第一粗糙度；於一第二時間接收一第二圖框之複數數位偵測信號；計算相對應該第二圖框之一第二增益表及該第二增益表之一第二粗糙度；以一控制電路比較該第一粗糙度及該第二粗糙度；以及當該第二粗糙度小於該第一粗糙度時，將一增益緩衝器中之該第一增益表更新為該第二增益表。
本發明另提供一種電容式觸控系統，包含一增益控制單元依序接收一偵測圖框之複數數位偵測信號。該增益控制單元包含一增益緩衝器及一控制電路。該增益緩衝器用以儲存一目前增益表。該控制電路根據一設定值與該偵測圖框之該等數位偵測信號計算一第一增益表並比較該目前增益表之一目前粗糙度與該第一增益表之一第一粗糙度，當該第一粗糙度小於該目前粗糙度時將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。
一實施例中，該粗糙度可為該增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果。
一實施例中，該控制電路可另計算一目前增益表與一新增益表中相對應增益值之増益差值，當大於等於一差值門檻值之該等増益差值之一計數超過(大於等於)一計數門檻值時，則將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該新增益表。
一實施例中，該控制電路較佳每隔一預設數目之偵測圖框計算一新增益表之粗糙度以確認是否更新該增益緩衝器中之該目前增益表 為該新增益表；其中，該預設數目較佳大於2。
一實施例中，該控制電路可根據數位偵測信號及一設定值計算一新增益表，或者根據一設定值、一目前增益表及觸控資料計算一新增益表；其中，該設定值係用以使無觸碰狀態下之觸控資料為零。
一實施例中，當驅動信號之驅動頻率改變時，該控制電路可根據一設定值及該驅動頻率改變前後兩張偵測圖框相關之觸控資料計算一新增益表；其中，該設定值係用以使無觸碰狀態下之觸控資料為零。
本發明實施例之電容式觸控系統及其增益控制方法中，僅需在系統啟動時或結束休眠時計算並儲存一目前增益表，並於運作中持續確認所儲存之該目前增益表是否需要即時更新，即可達到自動更新增益表的目的。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此合先述明。
1‧‧‧電容式觸控系統
11‧‧‧觸控面板
111‧‧‧驅動電極
112‧‧‧感測電極
13‧‧‧驅動電路
15‧‧‧類比前端
17‧‧‧增益控制單元
171‧‧‧增益緩衝器
172‧‧‧乘法電路
173‧‧‧減法電路
174‧‧‧圖框緩衝器
175‧‧‧控制電路
19‧‧‧處理單元
C11~C33‧‧‧偵測單元
Sa‧‧‧類比偵測信號
Sdrv‧‧‧驅動信號
fdrv、fdrv1~fdrv2‧‧‧驅動頻率
Set‧‧‧設定值
Sd(x,y)、Sd1(x,y)~Sd7(x,y)‧‧‧數位偵測信號
Sad(x,y)‧‧‧放大後偵測信號
G(x,y)、G(x,y)'‧‧‧增益值
D(x,y)、S1(x,y)~S7(x,y)‧‧‧觸控資料
GS'、GS、G1、G2‧‧‧增益表
GR1、GR2‧‧‧粗糙度
FR‧‧‧預設範圍
S31~S37‧‧‧步驟
LSc‧‧‧增益差值之計數
THc‧‧‧計數門檻值
第1圖顯示本發明實施例之電容式觸控系統之方塊圖。
第2A圖顯示本發明實施例之電容式觸控系統中增益表之示意圖。
第2B圖顯示本發明實施例之電容式觸控系統中計算增益表之粗糙度之示意圖。
第3圖顯示本發明實施例之電容式觸控系統之增益控制方法之流程圖。
第4圖顯示本發明實施例之電容式觸控系統之增益控制方法之運作示意圖。
請參照第1圖所示，其顯示本發明實施例之電容式觸控系統之方塊示意圖。本實施例之電容式觸控系統1包含一觸控面板11、一驅 動電路13、一類比前端(analog front end)15、一增益控制單元17及一處理單元19；其中，該處理單元19例如可為一觸控中央處理單元用以根據該增益控制單元17輸出之單張觸控資料D(x,y)進行物件定位及多張觸控資料D(x,y)進行物件追蹤；其中，根據觸控資料進行物件定位及/或追蹤的方式並非為本發明之目的，故於此不再贅述。
該觸控面板11例如為一電容式觸控面板，其包含橫向或縱向排列的複數驅動電極111以及複數感測電極112與該等驅動電極111交越用以於其間形成互電容(mutual capacitance)；其中，該等驅動電極111與該等感測電極112交錯處可形成偵測單元(sensing cell)，例如C11、C12、C13...。該等驅動電極111及該等感測電極112的數目可根據面板尺寸及面板解析度而決定，而於基板形成該等驅動電極111及該等感測電極112的方式已為習知，故於此不再贅述。於電容式觸控面板中，當一導體(例如手指)靠近或接觸該觸控面板11時，相對應該導體位置的一個或複數偵測單元C11、C12、C13...則產生電容變化，因而影響輸出至該類比前端15之類比偵測信號Sa。電容式觸控面板感測一導體以輸出該類比偵測信號Sa的方式已為習知，故於此不再贅述。
該驅動電路13耦接該等驅動電極111，以一固定或可調之驅動頻率fdrv輸入一驅動信號Sdrv至該觸控面板11之該等驅動電極111；其中，不同驅動頻率係用以對抗雜訊而該驅動信號Sdrv可為方波、弦波或其他時變信號。例如，當該驅動電路13以一第一驅動頻率fdrv1之驅動信號Sdrv驅動一偵測圖框時，若該類比前端15或數位後端(digital back end)判定訊雜比(SNR)不佳，該驅動電路13可以一第二驅動頻率fdrv2之驅動信號Sdrv驅動後續的偵測圖框(例如參照第4圖)；其中，本發明說明中所述偵測圖框(detection frame)係指該觸控面板11之每一偵測單元C11、C12、C13...被該驅動電路13驅動並分別輸出一類比偵測信號Sa的期間。例如，該驅動電路13可透過複數開關元件依序或同時輸入該驅動信號Sdrv至該等驅動電極111；該類比前端15另透過改變複數開關元件依序從該等偵測電極112讀取類比偵測信號Sa。
該類比前端15用以將該等偵測單元C11、C12、C13...輸出之類比偵測信號Sa進行放大及濾波，並透過一類比數位轉換單元(ADC)將該 等類比偵測信號Sa轉換為數位偵測信號Sd(x,y)；其中，數位偵測信號Sd(x,y)的x及y對應該等偵測單元C11、C12、C13...的位置以代表一張偵測圖框之各信號成份，例如Sd11對應偵測單元C11、Sd12對應偵測單元C12，依此類推。該等數位偵測信號Sd(x,y)所包含的位元數則根據不同應用決定，例如可為16位元，但並不以此為限。該類比前端15前處理該等類比偵測信號Sa以輸出該等數位偵測信號Sd(x,y)的方式在此不予詳加描述，只要該類比前端15能夠根據該等類比偵測信號Sa輸出該等數位偵測信號Sd(x,y)即可。本發明在於以一數位後端中之該增益控制單元17根據實際接收之數位偵測信號Sd(x,y)調整所儲存的增益表(gain sheet)。
該增益控制單元17依序接收一偵測圖框之複數數位偵測信號Sd(x,y)，並根據該等數位偵測信號Sd(x,y)決定是否更新儲存的增益表。本實施例中，該增益控制單元17包含一增益緩衝器171、一乘法電路(multiplying circuit)172、一減法電路(subtraction circuit)173、一圖框緩衝器174以及一控制電路175。必須說明的是，該等數位偵測信號Sd(x,y)可為經過數位後端其他元件放大及濾波後的數位信號；其中，數位信號的放大及濾波並非本發明之目的，故於此不再贅述。
該增益緩衝器171用以儲存一目前增益表GS'；其中，該目前增益表GS'之初始值例如可為該電容式觸控系統1啟動時或結束休眠時根據所偵測之第一張偵測圖框所求得(詳述於後)。因此，本發明之電容式觸控系統1不須於出廠前先預存一預設增益表。該目前增益表GS'可根據該電容式觸控系統1之後續偵測圖框而自動被調整，以適應於任何環境條件的變化。該目前增益表GS'包含用以放大各該等數位偵測信號Sd(x,y)的複數增益值G(x,y)'，例如G11 '、G12 '、G13 '...等，其所包含的增益值G(x,y)'的數目較佳等於該等偵測單元C11、C12、C13...之數目(即偵測圖框尺寸)。同理，G11 '對應偵測單元C11、G12 '對應偵測單元C12，依此類推。
該目前增益表GS'求出後，該增益控制單元17依序接收一後續偵測圖框之複數數位偵測信號Sd11、Sd12...，該乘法電路172用以將該偵測圖框中每一偵測單元相關之數位偵測信號Sd11、Sd12...乘上該目前增益表GS'中相對應之一增益值G11 '、G12 '...以分別輸出一放大後偵測信號Sad(x,y)，例如Sad11=Sd11×G11 '、Sad12=Sd12×G12 '...。同理，Sd11對應偵測單 元C11、Sd12對應偵測單元C12，依此類推。
接著，該減法電路173用以將一設定值Set與該偵測圖框中每一偵測單元相關之該放大後偵測信號Sad(x,y)進行差分以分別輸出一第一觸控資料D(x,y)並儲存於該圖框緩衝器174中，因此該圖框緩衝器174相對該偵測圖框儲存有第一觸控資料D11、D12...。該處理單元19則根據該觸控資料D(x,y)進行物件定位及/追蹤。同理，D11對應偵測單元C11、D12對應偵測單元C12，依此類推。本實施例中，該設定值Set例如可為數位值16384，其用以使該觸控面板11在無觸碰狀態時的第一觸控資料D(x,y)等於0；當該觸控面板11在觸碰狀態時，該第一觸控資料D(x,y)則大於0，例如介於數位值2000至5000，因而可據以偵測觸碰位置及位置變化。必需說明的是，上述各數位值僅用以說明，並非用以限定本發明。
本實施例中，該電容式觸控系統1並無法根據開機或結束休眠時擷取的第一張偵測圖框得知是否有任何導體靠近或接觸該觸控面板11。該控制電路175可計算相對應該後續偵測圖框之一第一增益表GS(例如參照第2A圖)並計算該目前增益表GS'(例如參照第2A圖)之一目前粗糙度及該第一增益表GS之一第一粗糙度。當該第一粗糙度小於該目前粗糙度時，將該增益緩衝器171儲存的該目前增益表GS'更新為該第一增益表GS。
請參照第2B圖所示，本發明中粗糙度(Roughness)可定義為一增益表中每一增益值G(x,y)周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果。例如粗糙度可以式(1)來表示
一種實施例中，該目前粗糙度可為該目前增益表GS'中相對每一增益值G(x,y)'周圍一預設範圍FR內至少一周圍增益值與該增益值G(x,y)'之一差值絕對值合之一總和；該第一粗糙度可為該第一增益表GS中相對每一增益值G(x,y)周圍一預設範圍FR內至少一周圍增益值與該增益值G(x,y)之一差值絕對值合之一總和。例如第2B圖以第一增益表GS說明粗糙度，其中該預設範圍FR具有3×3的尺寸而該預設範圍FR之中心以Gc1~Gc25表示；該第一粗糙度可表示為(|Gc1-G12|+|Gc1-G21|+|Gc1-G22|)+(|Gc2-G11|+|Gc2-G13|+|Gc2-G21|+|Gc2-G22|+|Gc2-G23|)...+(|Gc24-G43|+|Gc24-G44| +|Gc24-G45|+|Gc24-G53|+|Gc24-G55|)+(|Gc25-G44|+|Gc25-G45|+|Gc25-G54|)。可以了解的是，第2B圖所示該預設範圍FR之涵蓋的增益值及尺寸僅用以說明，但並非用以限定本發明。此外，該粗糙度亦可以其它方式計算，例如計算該預設範圍FR內至少兩增益值之一標準差，但並不以此為限。
當該第一粗糙度小於該目前粗糙度時，表示該第一增益表GS更趨近於無觸控(non-touch)的狀態(亦即無觸控下粗糙度值較小)，此時該控制電路175則將該增益緩衝器171中之該目前增益表GS'更新為該第一增益表GS，並於後續的偵測圖框中以該第一增益表GS放大該數位偵測信號Sd(x,y)直到該第一增益表GS再度被更新為止。若該第一粗糙度大於或等於該目前粗糙度，該控制電路175於後續的偵測圖框中維持以該目前增益表GS'放大該數位偵測信號Sd(x,y)直到該目前增益表GS'被更新為止。本實施例中，該控制電路175可每隔一預設時間計算一次新增益表之粗糙度，並與儲存於該增益緩衝器171、該控制電路175或其他儲存單元內之粗糙度相比較，每當求得粗糙度值較低之新增益表時則置換儲存的增益表。
將目前儲存的增益表以具有較低粗糙度之一新增益表取代可能無法適用於所有狀況。例如，當該電容式觸控系統1被置入水中時，可具有小的粗糙度值。接著當該電容式觸控系統1從水中被取出時，粗糙度值變大。此時，目前儲存的增益表須被具有較高粗糙度之一新增益表取代。因此，另一種判斷條件可用以處理此種環境變化，亦即當該電容式觸控系統1整體的操作環境突然改變，例如系統置入水中或從水中取出時，粗糙度會出現明顯的位準偏移(level shift)，其可為增加或減少。因此本實施例中，該控制電路175另可計算該目前增益表GS'與該第一增益表GS中相對應增益值之増益差值，例如(G11 '-G11)、(G12 '-G12)...，如第2A圖所示。當大於等於一差值門檻值THds之該等増益差值之一計數LSc，例如以式(2)表示，大於一計數門檻值THc時，該控制電路175則將該增益緩衝器171中之該目前增益表GS'更新為該第一增益表GS；其中，該計數門檻值THc例如可根據實際量測結果來設定。
一實施例中，增益表可根據該數位偵測信號Sd(x,y)及該設 定值Set計算。例如第1圖中，該第一增益表GS中各増益值G(x,y)可以式(3)來計算
於非接觸狀態下，各增益值G(x,y)的選擇是使式(3)中的D(x,y)為零，因此每一増益值G(x,y)即為該設定值Set除以該數位偵測信號Sd(x,y)所得之商(quotient)。該控制電路175可利用式(3)計算相對一張偵測圖框的所有增益值G(x,y)以求得該第一増益表GS；其中，D(x,y)=0。
更詳言之，本實施例中，該控制電路175可根據一設定值Set與一偵測圖框之該等數位偵測信號Sd(x,y)計算一第一增益表GS及該目前增益表GS'。該控制電路175並比較該目前增益表GS'之一目前粗糙度(已儲存於該增益緩衝器171)與該第一增益表GS之一第一粗糙度；當該第一粗糙度小於該目前粗糙度時，則將該增益緩衝器171中之該目前增益表GS'更新為該第一增益表GS。
此外，該控制電路175另將該設定值Set與一偵測圖框中每一該等數位偵測信號Sd(x,y)與該目前增益表GS'中相對應之一增益值G(x,y)'之一乘積(例如由該乘法電路172實施)進行差分(例如由該減法電路173實施)以分別輸出一第一觸控資料D(x,y)。
另一實施例中，該第一增益表GS可根據該設定值Set、該目前增益表GS'及該第一觸控資料計算D(x,y)來計算。根據第1圖可知Set-D(x,y)=G(x,y)'×Sd(x,y)。由於更新增益表的目的是要使D(x,y)為零，故可得到Set=G(x,y)×Sd(x,y)，因此根據此兩數學關係可得到式(4)
該控制電路175可利用式(4)計算相對一張偵測圖框的所有增益值G(x,y)以求得該第一増益表GS。本實施例中，該目前增益表GS'及該第一增益表GS均為該驅動電路13以相同驅動頻率fdrv驅動時所求得的。
另一實施例中，當該類比前端15或數位後端判斷改變驅動頻率fdrv可得到較佳的訊雜比時，該第一增益表GS可根據該設定值Set及不同驅動頻率下的觸控資料D(x,y)來求得。例如，第一驅動頻率下，該乘 法電路172將相對該第一驅動頻率之一偵測圖框之一先前圖框中每一偵測單元相關之一數位偵測信號乘上該目前增益表GS'中相對應之一增益值G(x,y)'以分別輸出一放大後偵測信號，該減法電路173將該設定值Set與該先前圖框中每一偵測單元相關之該放大後偵測信號進行差分以分別輸出一先前觸控資料Dp(x,y)，例如第4圖中時間tp的D5(x,y)。一第二驅動頻率下，該乘法電路172用以將相對該第二驅動頻率之一偵測圖框中每一偵測單元相關之一數位偵測信號乘上該目前增益表GS'中相對應之一增益值G(x,y)'以分別輸出一放大後偵測信號，該減法電路173用以將該設定值Set與該偵測圖框中每一偵測單元相關之該放大後偵測信號進行差分以分別輸出一第一觸控資料D(x,y)，例如參照第4圖中時間t2的D6(x,y)。於該第一驅動頻率時，假設增益值G(x,y)'為1時可得到Set-D(x,y)=1×Sd(x,y)；假設頻率變化前後的觸控資料維持相同，即D(x,y)=Dp(x,y)，則可得到Set-Dp(x,y)=G(x,y)×Sd(x,y)/shift。因此根據此兩數學關係可得到式(5)
式(5)中的”shift”表示數位偏移量，其數值根據不同應用而決定，並無特定限制。該控制電路175可利用式(5)計算相對一張偵測圖框的所有增益值G(x,y)以求得該第一増益表GS。
上述實施例中，該目前增益表GS'係指目前儲存於該增益緩衝器171中者而該第一增益表GS係指根據新擷取偵測圖框所求得者。
請參照第2A及4圖所示，本發明中該控制電路175較佳每隔一預設數目之偵測圖框判斷一次該增益緩衝器171中的目前增益表GS'是否仍具有較低的粗糙度，以決定是否進行增益表的更新。例如第4圖顯示每隔5張偵測圖框計算一次新偵測圖框之新增益表G2的粗糙度GR2；其中，粗糙度可利用上述各種方式來計算。當新偵測圖框之新增益表G2的粗糙度GR2比已儲存的目前增益表G1的粗糙度GR1還低，則以該新增益表G2取代該目前增益表G1。必須說明的是，該預設數目並不限定為5，其可根據不同需求而決定，例如較佳大於2。
請參照第3圖所示，其顯示本發明實施例之電容式觸控系統之增益控制方法之流程圖，包含下列步驟：於一第一時間接收一第一圖 框之複數數位偵測信號(步驟S31)；計算並儲存相對應該第一圖框之一第一增益表及該第一增益表之一第一粗糙度(步驟S32)；於一第二時間接收一第二圖框之複數數位偵測信號(步驟S33)；計算相對應該第二圖框之一第二增益表及該第二增益表之一第二粗糙度(步驟S34)；以一控制電路比較該第一粗糙度及該第二粗糙度(步驟S35)；以及當該第二粗糙度小於該第一粗糙度時，將一增益緩衝器中之該第一增益表更新為該第二增益表(步驟S37)。本實施例可另包含可選擇實施之步驟：以該控制電路計算該第一增益表與該第二增益表中相對應增益值之増益差值並比較大於等於一差值門檻值之該等増益差值之一計數LSc與一計數門檻值THc(步驟S36)；其中，此步驟係用以檢測該電容式觸控系統1的操作環境是否發生明顯改變，然其可根據不同應用而選擇不予實施。另一實施例中，該第一粗糙度可於進行比較時才計算而不是先計算並儲存。
請同時參照第1~4圖，接著說明本實施例之增益控制方法之實施方式。
步驟S31：首先，該增益控制單元17於一第一時間t1(如第4圖)依序接收一第一圖框之複數數位偵測信號Sd1(x,y)；其中，該等數位偵測信號Sd1(x,y)係分別相關於該觸控面板11之複數偵測單元C11、C12、C13...於該第一時間t1之偵測結果，而所輸出的該等數位偵測信號Sd1(x,y)係根據該驅動電極111接收該驅動信號Sdrv及該等感測電極112輸出該類比偵測信號Sa的順序(即掃描順序)相關於該等偵測單元C11、C12、C13...。一實施例中，該第一時間t1例如為開機後或休眠結束後所擷取之第一張偵測圖框。
步驟S32：該控制電路175可根據上述方式計算並儲存一第一增益表G1及該第一增益表G1之一第一粗糙度GR1；其中，該第一粗糙度GR1例如可儲存於該增益緩衝器171、該控制電路175或其它暫存器。如前所述，該第一粗糙度GR1亦可不於此步驟計算並儲存。例如，該控制電路175可根據該第一圖框之該數位偵測信號Sd1(x,y)及一設定值Set計算該第一增益表G1，參照式(3)。例如，該控制電路175可將該第一增益表G1中每一增益值周圍一預設範圍FR內至少兩增益值之一運算結果作為該第一粗糙度GR1，參照式(1)及第2B圖。
步驟S33：接著，該增益控制單元17於一第二時間t2(如第4 圖)依序接收一第二圖框之複數數位偵測信號Sd6(x,y)；其中，該等數位偵測信號Sd6(x,y)係分別相關於該觸控面板11之複數偵測單元C11、C12、C13...於該第二時間t2之偵測結果。
步驟S34：該控制電路175可根據上述方式計算一第二增益表G2及該第二增益表G2之一第二粗糙度GR2。例如，該控制電路175可將該第二增益表G2中每一增益值周圍一預設範圍FR內至少兩增益值之一運算結果作為該第二粗糙度GR2，參照式(1)及第2B圖。例如，該控制電路175可根據該第二圖框之該數位偵測信號Sd6(x,y)及該設定值Set計算該第二增益表G2，參照式(3)。或者，該控制電路175可根據該設定值Set、該第一增益表G1及該第二圖框之觸控資料D6(x,y)計算該第二增益表G2，參照式(4)；其中，該觸控資料D6(x,y)係以該減法電路173將該設定值Set與該第二圖框中每一該等數位偵測信號Sd6(x,y)與該第一增益表G1中相對應之一增益值G1(x,y)之一乘積進行差分所分別輸出，參照第1圖。或者，該控制電路175可於驅動頻率fdrv變換時根據變換前後之觸控資料及該設定值Set計算該第二增益表G2；例如，該減法電路172另將該設定值Set與該第二圖框之一先前圖框(例如於時間tp之偵測圖框)中每一該等數位偵測信號Sd5(x,y)與該第一增益表G1中相對應之一增益值G1(x,y)之一乘積進行差分以分別輸出一先前觸控資料D5(x,y)；其中，該先前圖框相對一第一驅動頻率fdrv1而該第二圖框相對一第二驅動頻率fdrv2。該控制電路175則根據該先前觸控資料D5(x,y)及該觸控資料D6(x,y)以及該設定值Set利用式(5)計算該第二增益表G2。
步驟S35：該控制電路175接著比較該第一粗糙度GR1及該第二粗糙度GR2。如前所述，若該第一粗糙度GR1可於此步驟才計算。
步驟S37：當該控制電路175判斷該第二粗糙度GR2小於該第一粗糙度GR1時，則將該增益緩衝器171中的第一增益表G1以該第二增益表G2替換，例如顯示於第4圖時間t2後之偵測圖框。
步驟S36：當該第二粗糙度GR2大於該第一粗糙度GR1，該控制電路175可進一步計算該第一增益表G1與該第二增益表G2中相對應增益值之増益差值，例如G1(1,1)-G2(1,1)、G1(1,2)-G2(1,2)、...，且當大於等於一差值門檻值THds之該等増益差值之一計數LSc，參照式(2)，超過 (大於等於)一計數門檻值THc時，將該增益緩衝器171中之該第一增益表G1更新為該第二增益表G2。如前所述，本步驟S36可選擇不予實施。
此外，該控制電路171每隔一預設時間根據一新偵測圖框判斷是否需更新該目前增益表。
如前所述，該第一時間t1及該第二時間t2相隔一預設數目之偵測圖框，該預設數目較佳大於2；於該第一時間t1及該第二時間t2之間，一處理單元19基於該第一增益表G1所輸出之觸控資料D(x,y)進行定位及/或追蹤。於該第二時間t2以後到下一個預設數目之偵測圖框期間，該處理單元19由該第一粗糙度GR1及該第二粗糙度GR2於該第二時間t2的比較結果決定基於該第一增益表G1或該第二增益表G2進行定位及/或追蹤。
必須說明的是，上述實施例中均係基於增益表的粗糙度。其他實施例中，亦可以計算觸控資料D(x,y)的粗糙度，並可將本發明實施例中的增益表的粗糙度以觸控資料D(x,y)的粗糙度取代。
綜上所述，習知增益控制方法具有無法適應環境條件變化的問題，因而可能出現誤動作的情形。因此，本發明另提供一種電容式觸控系統(第1圖)及其增益控制方法(第3圖)，其可根據實際接收的偵測結果決定是否更新增益表，故可適用於操作條件的即時變化。
雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何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修改。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。
1‧‧‧電容式觸控系統
11‧‧‧觸控面板
111‧‧‧驅動電極
112‧‧‧感測電極
13‧‧‧驅動電路
15‧‧‧類比前端
17‧‧‧增益控制單元
171‧‧‧增益緩衝器
172‧‧‧乘法電路
173‧‧‧減法電路
174‧‧‧圖框緩衝器
175‧‧‧控制電路
19‧‧‧處理單元
C11~C33‧‧‧偵測單元
Sa‧‧‧類比偵測信號
Sdrv‧‧‧驅動信號
fdrv‧‧‧驅動頻率
Set‧‧‧設定值
Sd(x,y)‧‧‧數位偵測信號
Sad(x,y)‧‧‧放大後偵測信號
G(x,y)'‧‧‧增益值
D(x,y)‧‧‧觸控資料
GS'‧‧‧增益表

Claims (20)

  1. 一種電容式觸控系統，包含：一增益緩衝器，用以儲存一目前增益表；一乘法電路，用以將一偵測圖框中每一偵測單元相關之一數位偵測信號乘上該目前增益表中相對應之一增益值以分別輸出一放大後偵測信號；一減法電路，用以將一設定值與該偵測圖框中每一偵測單元相關之該放大後偵測信號進行差分以分別輸出一第一觸控資料；以及一控制電路，用以計算相對應該偵測圖框之一第一增益表、該目前增益表之一目前粗糙度及該第一增益表之一第一粗糙度，當該第一粗糙度小於該目前粗糙度時將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控系統，其中該目前粗糙度為該目前增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果；該第一粗糙度為該第一增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控系統，其中該控制電路另計算該目前增益表與該第一增益表中相對應增益值之増益差值，當大於一差值門檻值之該等増益差值之一計數超過一計數門檻值時，將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控系統，其中該控制電路每隔一預設數目之偵測圖框計算該第一粗糙度，該預設數目大於2。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控系統，其中該控制電路根據該數位偵測信號及該設定值計算該第一增益表。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控系統，其中該控制電路根據該設定值、該目前增益表及該第一觸控資料計算該第一增益表。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電容式觸控系統，其中該乘法電路另用以將該偵測圖框之一先前圖框中每一偵測單元相關之一數位偵測信號乘上該目前增益表中相對應之一增益值以分別輸出一放大後偵測信號；該減法電路另用以將該設定值與該先前圖框中每一偵測單元相關之該放大後偵測信號進行差分以分別輸出一先前觸控資料；該先前圖框相對一第一驅動頻率且該偵測圖框相對一第二驅動頻率；及該控制電路根據該設定值、該先前觸控資料及該第一觸控資料計算該第一增益表。
  8. 一種電容式觸控系統之增益控制方法，包含：於一第一時間接收一第一圖框之複數數位偵測信號；計算並儲存相對應該第一圖框之一第一增益表及該第一增益表之一第一粗糙度； 於一第二時間接收一第二圖框之複數數位偵測信號；計算相對應該第二圖框之一第二增益表及該第二增益表之一第二粗糙度；以一控制電路比較該第一粗糙度及該第二粗糙度；以及當該第二粗糙度小於該第一粗糙度時，將一增益緩衝器中之該第一增益表更新為該第二增益表。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之增益控制方法，其中該第一粗糙度為該第一增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果；該第二粗糙度為該第二增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之增益控制方法，另包含：以一減法電路將一設定值與該第二圖框中每一該等數位偵測信號與該第一增益表中相對應之一增益值之一乘積進行差分以分別輸出一觸控資料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之增益控制方法，另包含：根據該設定值、該第一增益表及該觸控資料計算該第二增益表。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之增益控制方法，另包含：以該減法電路將該設定值與該第二圖框之一先前圖框中每一該等數位偵測信號與該第一增益表中相對應之一增益值之一乘積進行差分以分別輸出一先前觸控資料；及根據該設定值、該觸控資料及該先前觸控資料計算該第二增益表， 其中該先前圖框相對一第一驅動頻率而該第二圖框相對一第二驅動頻率。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之增益控制方法，其中該第一時間及該第二時間相隔一預設數目之偵測圖框，該預設數目大於2。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之增益控制方法，另包含：根據該第一圖框之該數位偵測信號及一設定值計算該第一增益表；以及根據該第二圖框之該數位偵測信號及該設定值計算該第二增益表。
  15. 如申請專利範圍第8項所述之增益控制方法，另包含：以該控制電路計算該第一增益表與該第二增益表中相對應增益值之増益差值；以及當大於一差值門檻值之該等増益差值之一計數超過一計數門檻值時，將該增益緩衝器中之該第一增益表更新為該第二增益表。
  16. 一種電容式觸控系統，包含：一增益控制單元，依序接收一偵測圖框之複數數位偵測信號，該增益控制單元包含：一增益緩衝器，用以儲存一目前增益表；以及一控制電路，根據一設定值與該偵測圖框之該等數位偵測信號計算一第一增益表、比較該目前增益表之一目前粗糙度與該第一增益表之一第一粗糙度以及當該第一 粗糙度小於該目前粗糙度時將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電容式觸控系統，其中該目前粗糙度為該目前增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果；該第一粗糙度為該第一增益表中每一增益值周圍一預設範圍內至少兩增益值之一運算結果。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之電容式觸控系統，其中該控制電路另計算該目前增益表與該第一增益表中相對應增益值之増益差值，當大於一差值門檻值之該等増益差值之一計數超過一計數門檻值時，將該增益緩衝器中之該目前增益表更新為該第一增益表。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之電容式觸控系統，其中該控制電路每隔一預設數目之偵測圖框計算該第一粗糙度，該預設數目大於2。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之電容式觸控系統，其中該增益控制單元另將該設定值與該偵測圖框中每一該等數位偵測信號與該目前增益表中相對應之一增益值之一乘積進行一差分運算。
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