TWI387914B - 投影式電容觸控裝置、及識別不同接觸位置之方法 - Google Patents

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Description

投影式電容觸控裝置、及識別不同接觸位置之方法
本發明係關於一種投影式電容觸控裝置及其識別接觸位置之方法；特別是一種用於識別不同接觸位置之投影式電容觸控裝置及其識別接觸位置之方法。
過去人與電腦或機器之溝通介面主要以鍵盤和滑鼠為主。隨著科技進步，產品設計朝向更友善的人機介面發展，觸控式面板裝置已成為相當普遍之輸入裝置，並且大量應用於個人電腦、筆記型電腦、個人數位助理、行動電話、自動提款機以及各式訂票機等。此種直覺式的輸入方式，讓使用者可以相當輕鬆地在螢幕上直接執行所需功能，如此可省去如鍵盤、滑鼠或其他額外之輸入設備，藉以減少應用產品之體積及重量，以及有更佳之外觀設計。
目前常見之觸控技術大致可分為電阻式(Resistive)、電容式(Capacitive)、音波式(Surface Acoustic Wave)、光學式(Optics)以及電磁式等五種觸控技術，該等觸控技術皆有其優缺點並適用於不同的領域。
隨著觸控技術的發展，多點觸控的概念隨之被提出並加以發展。相較於傳統單點輸入的方式，多點觸控輸入的方式可以讓使用者進行更複雜、多樣化的功能操作，因而受到相當重視。在眾多觸控技術中，電阻式及音波式觸控技術受限於其感應原理，而無法達成多點觸控的功能。電磁感應式觸控技術需要使用專用電磁筆方能操作，因此並不利於多點觸控之應用上。光學感應式觸 控技術雖然可以偵測多點觸控之不同位置，但由於需要相應的空間配置以安裝反射光接收器，使得觸控系統具有較大的體積，不適合用在薄型或小尺寸螢幕上。
承上所述，電容式感應觸控技術遂成為可達成多點觸之較佳選擇。相較於其他觸控技術，電容式感應觸控技術只需手指輕觸、不需施加壓力觸控，此外利用電容式觸控技術之螢幕具解析度高、透光率佳之優點，並且適合可用在薄型、小尺寸之螢幕上，同時更可實現多點觸控之功能，因此成為業界發展的重點。
一般而言，電容感應式觸控技術係利用透明電極與手指靜電感應所產生之電容值變化，而在其觸控位置所產生之電流來檢測座標。依其感應方式又可分為表面電容式(Surface Capacitive)及投影電容式(Projective Capacitive)兩種，然而表面電容式觸控技術於目前只能偵測單點觸控，唯有投影電容式觸控技術可實現偵測多點觸控之功能。
第1圖所示係為一習知投影式電容觸控裝置1結構示意圖。投影式電容觸控裝置1包含一保護層11、一顯示裝置12、一投影式電容觸控面板13以及一控制器14。保護層11係為一透明材質，位於投影式電容觸控裝置1之最上層。顯示裝置12位於投影式電容觸控裝置1之最下層，朝上方投射出影像。投影式電容觸控面板13位於保護層11以及顯示裝置12之間，電性連接至控制器14。
請參考第2圖，投影式電容觸控面板13上具有二組互不平行之感應電極，該二組感應電極互相交叉且分別對應於不同之座標軸，各組感應電極分別具有複數感應電極。舉例而言，投影式電 容觸控面板13具有複數X軸感應電極131以及複數Y軸感應電極132，其中一條X軸感應電極131x及Y軸感應電極132y於交叉於一接觸位置133。
因為手指上帶有靜電，當使用者以手指觸控保護層11時，位於投影式電容觸控面板13上相應觸控位置之接觸位置133處，便會產生一感應電容值變化及電位差，而使得通過此接觸位置133之X軸感應電極131x及Y軸感應電極132y產生一電位變化及一微小感應電流。藉由偵測此一電位變化及/或感應電流，投影式電容觸控面板13得以產一組參考訊號，並將該組參考訊號傳遞至控制器14，控制器14則根據該組參考訊號產生一組座標值。根據該組座標值，應用程式得以判斷使用者所欲執行之功能。
第3圖為使用者同時觸控投影式電容觸控裝置1上兩點之示意圖。當使用者同時觸控保護層11上之二不同位置時，將會在投影式電容觸控面板13上相應於第一接觸位置133a及第二接觸位置133b上產生感應電容值。於是相交於第一接觸位置133a之第一X軸感應電極131a及第一Y軸感應電極132a會分別產生一電位變化及感應電流，相交於第二接觸位置133b之第二X軸感應電極131b及第二Y軸感應電極132b亦會分別產生一感應電流。
然而於此狀況下，投影式電容觸控面板13將會同時偵測到分別對應於二X座標軸及二Y座標之電位變化及/或感應電流，其分別對應於二X座標值及二Y座標值。該等X座標值及Y座標值，將可任意組合為分別代表第一接觸位置133a、第二接觸位置133b、第三接觸位置133c以及第四接觸位置133d之四個接觸位置位 置，其中第三接觸位置133c以及第四接觸位置133d為鬼魅接觸位置，意即並非使用者實際點選之位置。由於控制器14無法根據該等X座標值及Y座標值分辨前述四接觸位置何者為使用者實際點選位置，即無分辦出第一接觸位置133a以及第二接觸位置133b之能力，使得投影式電容觸控裝置1無法進行多點觸控之操作功能。
有鑑於此，提供一具識別不同接觸位置功能之投影式電容觸控裝置、及識別不同接觸位置之方法，乃為此一業界亟待解決的問題。
本發明之一目的在於提供一種識別不同接觸位置之方法，該不同接觸位置產生於一投影式電容觸控面板上，該方法包含下列步驟：(1)根據一第一接觸位置，產生一第一組參考數值；(2)根據一第二接觸位置，產生複數第二組參考數值，其中該複數第二組參考數值，具有一實際第二組參考數值及至少一鬼魅第二組參考數值，該至少一鬼魅第二組參考數值，包含該第一組參考數值之一部份數值；以及(3)濾除該至少一鬼魅第二組參考數值。
本發明之另一目的在於提供一種投影式電容觸控裝置，包含：一投影式電容觸控面板，用以根據一接觸位置產生一參考訊號；一控制器，連接至該投影式電容觸控面板，用以根據一第一接觸位置產生之一第一參考訊號，產生一第一組參考數值，以及根據一第二接觸位置產生之一第二參考訊號，產生複數第二組參考數值，其中該複數第二組參考數值，具有一實際第二組參考數值及 至少一鬼魅第二組參考數值，該至少一鬼魅第二組參考數值，包含該第一組參考數值之一部份數值；以及一處理器，用以濾除該至少一鬼魅第二組參考數值。
本發明之另一目的在於提供一種投影式電容觸控裝置，包含：一產生手段，用以根據一第一接觸位置，產生一第一組參考數值，以及根據一第二接觸位置，產生複數第二組參考數值，其中，該複數第二組參考數值，具有一實際第二組參考數值及至少一鬼魅第二組參考數值，該至少一鬼魅第二組參考數值，包含該第一組參考數值之一部份數值；以及一濾除手段，用以濾除該至少一鬼魅第二組參考數值。
為讓本發明之上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。
第4圖係為本發明之投影式電容觸控裝置結構示意圖。投影式電容觸控裝置2包括一投影式電容觸控面板21、一控制器22以及一處理器23。投影式電容觸控面板21可感應使用者之觸控，並根據一接觸位置產生一參考訊號。控制器22係分別連接至投影式電容觸控面板21及處理器23，並可根據投影式電容觸控面板21所產生之參考訊號產生一至少一參考數值。處理器23可接收並過濾該參考數值。
第5圖所示為一進行多點觸控操作之示意圖。當使用者同時觸控投影式電容觸控裝置2上相異之第一接觸位置24及第二接觸位置25時，通常此二接觸發生之時間存在一時間差，亦即使用者之 不同手指會先接觸到第一接觸位置24，再接觸到第二接觸位置25。為了實現識別不同接觸位置之功能，本發明之投影式電容觸控裝置2具有一掃描週期，藉由降低此掃描週期至小於該接觸時間差，投影式電容觸控裝置2得以使不同的接觸落在不同的掃描週期內，以識別不同接觸位置之接觸先後順序。意即，控制器22係於一第一掃瞄週期內確認該第一接觸位置24，並於一第二掃瞄週期內確認該第二接觸位置25。於實際運用上，該掃描週期係較佳地小於0.0125秒，亦即掃描頻率係較佳地大於80赫茲(Hz)，可使投影式電容觸控裝置2較有效地辨識不同接觸位置之接觸先後順序。
當第一接觸位置24於一第一掃描週期內被接觸時，投影式電容觸控面板21會根據第一接觸位置24產生一第一參考訊號，並將該第一參考訊號傳送至控制器22。控制器22於該第一掃描週期內確認該第一接觸位置24之第一參考訊號後，會根據該第一接觸位置產生之該第一參考訊號，產生相應之一第一組參考數值。該第一組參考數值可為一第一組座標值，該第一組座標值可為一組二維座標值、一組三維座標值以及其他維度座標值其中之一。於本實施例中，第一組參考數值係為一第一組二維座標值。
接下來，當第二接觸位置25於一第二掃描週期內被觸控時，投影式電容觸控面板21上將產生並傳送包含第二接觸位置25之第二參考訊號至控制器22。控制器22根據該第二參考訊號，產生複數第二組參考數值。同樣地，該等第二組參考數值可為複數第二組座標值，任一該等第二組座標值可為一組二維座標值、一組三 維座標值以及其他維度座標值其中之一。於本實施例中，該等第二組參考數值係為複數第二組二維座標值。
承上所述，分析上述第一組參考數值以及複數第二組參考數值，可知其共包含了對應於第一接觸位置24之第一組參考數值、對應於第二接觸位置25之一實際第二組參考數值，以及至少一鬼魅第二組參考數值。該至少一鬼魅第二組參考數值係包含該第一組參考數值之一部分數值，且對應於非實際接觸之鬼魅接觸位置。
請參閱第5圖，本實施例之第二組參考數值係包含二鬼魅第二組參考數值，其分別對應於第一鬼魅接觸位置25a及第二鬼魅接觸位置25b。詳言之，該二鬼魅第二組參考數值係為二鬼魅第二組二維座標值，各該鬼魅第二組二維座標值，包含該第一組二維座標值之其中之一部分座標值。
處理器23在收到控制器22所產生之第二組參考數值後，將會參照第一組參考數值之座標，用以判別並濾除複數第二組參考數值中為鬼魅第二組參考數值者，以得出該實際第二組參考數值。
然而使用者在進行單一碰觸功能時，若單一觸控點面積過大，則有可能會造成投影式電容觸控面板21判斷其為多個碰觸位置，進而產生一第二組參考訊號，並經由控制器22產生一複數第二組參考數值。為了避免上述情形，處理器23會將判斷為實際第二組參考數值與第一組參考數值做比對，當確認第一組參考數值與第二組參考數值之差異大於一閥值時，才會認定其為多點觸控而不是誤觸。
第6圖所示為本發明之另一實施例，係為識別不同接觸位置之 方法流程圖。本實施例可適用於前述之投影式電容觸控裝置。以下以投影式電容觸控裝置2為例，說明本方法流程。在步驟601中，控制器22於一第一掃瞄週期內確認第一接觸位置24，並接著在步驟602中，控制器22根據該第一接觸位置24產生之該第一參考訊號，產生相應之一第一組參考數值。在步驟603中，控制器22於一第二掃瞄週期內確認該第二接觸位置25，並接著在步驟604中，控制器22根據該第二接觸位置25產生之該第二參考訊號，產生對應之複數第二組參考數值。於步驟605中，處理器23將會參照第一組參考數值之座標，以判別並濾除複數第二組參考數值中，至少一為鬼魅第二組參考數值者，得出一實際第二組參考數值。接著於步驟606中，處理器23會比對第一組參考數值以及判斷為實際第二組參考數值，當確認第一組參考數值與第二組參考數值之差異大於一閥值時，方認定其為多點觸控而非誤觸。
藉由上述投影式電容觸控裝置及識別接觸位置之方法，觸控裝置上之多點觸控位置得以被辨識。進一步的應用，如在觸控裝置上進行操作手勢的判斷，亦可藉此而完成。當手指在觸控裝置上進行多點觸控並程動觸控位置時，投影式電容觸控面板21可根據該第一接觸位置移動之第一軌跡產生第一連續參考訊號，控制器22可根據該第一連續參考訊號產生一第一組連續參考數值列。同理，投影式電容觸控面板21可根據該第二接觸位置移動之第二軌跡產生第二連續參考訊號，控制器22可根據該第二連續參考訊號產生一第二組連續參考數值列。處理器23則根據該第一組連續參考數值列以及該第二組連續參考數值列，進行相對應之控制，例 如放大局部畫面、關閉當前畫面等操作。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
1‧‧‧投影式電容觸控裝置
11‧‧‧保護層
12‧‧‧顯示裝置
13‧‧‧投影式電容觸控面板
131‧‧‧X軸感應電極
131x‧‧‧X軸感應電極
131a‧‧‧第一X軸感應電極
131b‧‧‧第二X軸感應電極
132‧‧‧Y軸感應電極
132y‧‧‧Y軸感應電極
132a‧‧‧第一Y軸感應電極
132b‧‧‧第二Y軸感應電極
133‧‧‧接觸位置
133a‧‧‧第一接觸位置
133b‧‧‧第二接觸位置
133c‧‧‧第三接觸位置
133d‧‧‧第四接觸位置
14‧‧‧控制器
2‧‧‧投影式電容觸控裝置
21‧‧‧投影式電容觸控面板
22‧‧‧控制器
23‧‧‧處理器
24‧‧‧第一接觸位置
25‧‧‧第二接觸位置
25a‧‧‧第一鬼魅接觸位置
25b‧‧‧第二鬼魅接觸位置
第1圖係為習知投影式電容觸控裝置示意圖；第2圖係為習知投影式電容觸控裝置之單點觸控示意圖；第3圖係為習知投影式電容觸控裝置之多點觸控示意圖；第4圖係為本發明投影式電容觸控裝置示意圖；第5圖係為本發明投影式電容觸控裝置操作示意圖；以第6圖係為本發明識別不同接觸位置之方法流程圖。
無(因係流程圖)

Claims (28)

  1. 一種識別不同接觸位置之方法，該不同接觸位置產生於一投影式電容觸控裝置之一投影式電容觸控面板上，該方法由該投影式電容觸控裝置執行並包含下列步驟：(1)根據一第一接觸位置，產生一第一組參考數值；(2)根據一第二接觸位置，產生複數第二組參考數值，其中該複數第二組參考數值，具有一實際(Real)第二組參考數值及至少一鬼魅(Ghost)第二組參考數值，該至少一鬼魅第二組參考數值，包含該第一組參考數值之一部份數值；以及(3)濾除該至少一鬼魅(Ghost)第二組參考數值。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該步驟(1)係根據該第一接觸位置，產生一第一組座標值；該步驟(2)係根據該第二接觸位置，產生複數第二組座標值。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該步驟(1)係根據該第一接觸位置，產生一第一組二維座標值；該步驟(2)係根據該第二接觸位置，產生三個第二組二維座標值，其具有一實際(Real)第二組二維座標值及二個鬼魅(Ghost)第二組二維座標值，各該鬼魅第二組二維座標值，包含該第一組二維座標值之其中一維座標值。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該步驟(2)之後，更包含下列步驟：確認該實際(Real)第二組參考數值與該第一組參考數值之差異大於一閥值。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該步驟(1)包含下列步驟：於一第一掃瞄週期內確認該第一接觸位置。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該步驟(2)包含下列步驟：於一第二掃瞄週期內確認該第二接觸位置。
  7. 如請求項1所述之方法，更包含下列步驟：根據該第一接觸位置移動之一第一軌跡，產生一第一組連續參考數值列。
  8. 如請求項1所述之方法，更包含下列步驟：根據該第二接觸位置移動之一第二軌跡，產生一第二組連續參考數值列。
  9. 一種投影式電容觸控裝置，包含：一投影式電容觸控面板，用以根據一接觸位置產生一參考訊號；一控制器，連接至該投影式電容觸控面板，用以根據一第一接觸位置產生之一第一參考訊號，產生一第一組參考數值，以及根據一第二接觸位置產生之一第二參考訊號，產生複數第二組參考數值，其中，該複數第二組參考數值，具有一實際(Real)第二組參考數值及至少一鬼魅(Ghost)第二組參考數值，該至少一鬼魅第二組參考數值，包含該第一組參考數值之一部份數值；以及一處理器，用以濾除該至少一鬼魅(Ghost)第二組參考數值。
  10. 如請求項9所述之投影式電容觸控裝置，其中該控制器係根據該第一接觸位置及該第二接觸位置，分別產生一第一組座標值及複數第二組座標值。
  11. 如請求項10所述之投影式電容觸控裝置，其中該控制器係根據該第一接觸位置及該第二接觸位置，分別產生一第一組二維座標值及三個第二組二維座標值，其具有一實際(Real)第二組二維座標值及二個鬼魅(Ghost)第二組二維座標值，各該鬼魅第二組二維座標值，包含該第一組二維座標值之其中一維座標值。
  12. 如請求項9所述之投影式電容觸控裝置，其中該處理器更用以確認該實際(Real)第二組參考數值與該第一組參考數值之差異大於一閥值。
  13. 如請求項9所述之投影式電容觸控裝置，其中該控制器係於一第一掃瞄週期內確認該第一接觸位置。
  14. 如請求項13所述之投影式電容觸控裝置，其中該控制器係於一第二掃瞄週期內確認該第二接觸位置。
  15. 如請求項9所述之投影式電容觸控裝置，其中該控制器更根據該第一接觸位置移動之一第一軌跡，產生一第一組連續參考數值列。
  16. 如請求項9所述之投影式電容觸控裝置，其中該控制器更根據該第二接觸位置移動之一第二軌跡，產生一第二組連續參考數值列。
  17. 如請求項13所述之投影式電容觸控裝置，其中該第一掃瞄週 期大於80赫茲(Hz)。
  18. 如請求項14所述之投影式電容觸控裝置，其中該第二掃瞄週期大於80赫茲(Hz)。
  19. 一種投影式電容觸控裝置，包含：一產生手段，用以根據一第一接觸位置，產生一第一組參考數值，以及根據一第二接觸位置，產生複數第二組參考數值，其中，該複數第二組參考數值，具有一實際(Real)第二組參考數值及至少一鬼魅(Ghost)第二組參考數值，該至少一鬼魅第二組參考數值，包含該第一組參考數值之一部份數值；以及一濾除手段，用以濾除該至少一鬼魅(Ghost)第二組參考數值。
  20. 如請求項19所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段係根據該第一接觸位置及該第二接觸位置，分別產生一第一組座標值及複數第二組座標值。
  21. 如請求項20所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段係根據該第一接觸位置及該第二接觸位置，分別產生一第一組二維座標值及三個第二組二維座標值，其具有一實際(Real)第二組二維座標值及二個鬼魅(Ghost)第二組二維座標值，各該鬼魅第二組二維座標值，包含該第一組二維座標值之其中一維座標值。
  22. 如請求項19所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段更 用以確認該實際(Real)第二組參考數值與該第一組參考數值之差異大於一閥值。
  23. 如請求項19所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段於一第一掃瞄週期內確認該第一接觸位置。
  24. 如請求項23所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段於一第二掃瞄週期內確認該第二接觸位置。
  25. 如請求項19所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段更用以根據該第一接觸位置移動之一第一軌跡，產生一第一組連續參考數值列。
  26. 如請求項19所述之投影式電容觸控裝置，其中該產生手段更用以根據該第二接觸位置移動之一第二軌跡，產生一第二組連續參考數值列。
  27. 如請求項23所述之投影式電容觸控裝置，其中該第一掃瞄週期大於80赫茲(Hz)。
  28. 如請求項24所述之投影式電容觸控裝置，其中該第二掃瞄週期大於80赫茲(Hz)。
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