TWI393043B - Detection Circuit and Method of Capacitive Touchpad - Google Patents

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TWI393043B
TWI393043B TW098128827A TW98128827A TWI393043B TW I393043 B TWI393043 B TW I393043B TW 098128827 A TW098128827 A TW 098128827A TW 98128827 A TW98128827 A TW 98128827A TW I393043 B TWI393043 B TW I393043B
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Chia Hsing Lin
Yi Hsin Tao
Hsuan Wen Tseng
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Elan Microelectronics Corp
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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Description

電容式觸控板的偵測電路及方法
本發明係有關一種電容式觸控板，特別是關於一種電容式觸控板的偵測電路及方法。
二維式的電容式觸控板上設置有多條X方向跡線和Y方向跡線，該些X方向跡線和Y方向跡線相互交錯組成多個感應器，當使用者以導電性物件，例如手指，接近該些感應器時，手指與該感應器之間的耦合電容將使得連接該感應器的跡線的電容值增加，偵測電路便藉由偵測該些跡線上的電容值變化得知手指在該電容式觸控板上的位置，並加以轉換成資訊提供給主機以執行相應操作。
圖1係手指對跡線造成電容值變化的示意圖，橫座標表示橫向的跡線Y1，跡線X1~X8與跡線Y1交錯，曲線10表示跡線Y1上的電容值變化。當手指接近跡線Y1與跡線X4、X5的交點時，遠離手指的跡線X1、X2和X7、X8的電容值未受影響，低於門檻值CTH ，較接近手指的跡線X3和X6的電容值上升，略高於門檻值CTH ，距離手指更近的跡線X5的電容值更高，而手指位置所在處的跡線X4和的電容值則為曲線10的峰值，因此，將跡線X4和Y1組合後，即可判斷出手指位於(X4,Y1)。在圖1中，跡線X1、X2和X7、X8的電容值未受到手指影響，電容值極低，在後續的轉換和運算判斷中是無用的(useless)。
電容值在實際電路中無法直接偵測，因此電容式觸控板的偵測方法是逐一對每條跡線充電，偵測每條跡線上的電壓變化以獲得電容值變化的資訊，經轉換和運算處理後，提供給主機。
本發明提出一種以預先將無用跡線濾除的方法，減少偵測電路的運算量，因而提升幀速(frame rate)或降低耗電，改善電容式觸控板的效能。
本發明的目的之一，在於提出一種電容式觸控板的偵測電路。
本發明的目的之一，在於提出一種電容式觸控板的偵測方法。
根據本發明，一種電容式觸控板的偵測電路包括類比轉數位轉換器，偵測複數條跡線之一m次，轉換產生m筆數位訊號，低通濾波電路連接該數位轉類比轉換器，其包括m+n個暫存器，供依序儲存該m筆數位訊號，以及運算電路連接該m+n個暫存器，以及比較電路連接該低通濾波電路，將該m+n個暫存器中前m筆數位訊號與門檻訊號相比較，若該m筆數位訊號小於該門檻訊號，則該比較電路產生中止訊號，中止該跡線的後續偵測及轉換，若該m筆數位訊號大於該門檻訊號，則該類比轉數位轉換器繼續偵測同一跡線n次，轉換產生n筆數位訊號儲存至該m+n個暫存器，供該運算電路運算產生m+n筆數位訊號的平均值。
根據本發明，一種電容式觸控板的偵測方法包括偵測複數條跡線之一m次，轉換產生m筆數位訊號，依序儲存該m筆數位訊號，將該m筆數位訊號與門檻訊號相比較，若該m筆數位訊號小於該門檻訊號，則產生中止訊號，中止該跡線的後續偵測及轉換，若該m筆數位訊號大於該門檻訊號，則繼續偵測同一跡線n次，轉換產生n筆數位訊號，依序儲存該n筆數位訊號，以及根據該m+n筆數位訊號運算產生平均值。
習知以數位方式偵測觸控板上的跡線時，會對每條跡線充電偵測多次取得多筆跡線訊號，並將該些跡線訊號分別轉換成多筆數位訊號，再平均該些數位訊號，以該平均值做為該條跡線的值，然後再跳到下一條跡線，重覆前述操作，如此逐一對所有跡線掃瞄，取得一幀資訊而定位出手指的位置。對同一跡線多次偵測取平均值是為了降低雜訊對該跡線訊號的影響，有如在類比電路中對訊號做低通濾波以濾除雜訊。
圖2係根據本發明一實施例的示意圖，以對每條跡線偵測五次為例。一跡線上的跡線電壓經由類比轉數位電路(ADC)20轉換成數位訊號後，輸入到低通濾波電路24，低通濾波電路24具有多個暫存器242，每一暫存器242供儲存一筆該跡線的數位訊號，每一筆數位訊號由由左存入暫存器242，當下一筆訊號進來時便向右平移(shift)，前三筆該跡線的數位訊號經由門檻比較器22與門檻值相比較，若該三筆訊號皆低於該門檻值，該門檻比較器22輸出中止訊號Abort，停止對該跡線的後續偵測及轉換，跳到下一條跡線。該前三筆數位訊號可以是逐一與該門檻值比較，也可以是先取得該前三筆數位訊號的平均值，再與該門檻值比較。若該前三筆數位訊號大於該門檻值，該門檻比較器22不發出中止訊號Abort，ADC 20繼續偵測該跡線，取得後二筆跡線訊號轉換成數位訊號存入暫存器242，運算電路244根據暫存器242中的五筆數位訊號運算產生平均ADC值，並輸出給韌體填入該跡線的值。
在前述實施例中，發出中止訊號中止該條跡線的偵測和轉換後，可以藉由軟體或韌體跳過該條跡線的運算，或將該條跡線的值填為零，如果一來，便可以直接省略無用跡線的運算。在實際電路中，偵測電路常對同一條跡線偵測兩次、四次、六次甚至八次後，再切換到下一條跡線做同樣的偵測，以具有N條X方向跡線和N條Y方向跡線之電容式觸控板為例，組成一幀需要掃瞄N+N條跡線，而每條跡線需偵測M次，因此一幀需運算M*2N次。本發明提出之偵測方法可以在前幾次偵測一條跡線時便判斷出該條跡線無用，不但省略後續的資料轉換，亦省去對該條無用跡線的重覆掃瞄，有效降低運算量，因而提升幀速或降低耗電。
以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。
10．．．曲線
20．．．類比轉數位電路
22．．．門檻比較器
24．．．低通濾波電路
242．．．暫存器
244．．．運算電路
圖1係手指對跡線造成電容值變化的示意圖；以及
圖2係根據本發明一實施例的示意圖。
20．．．類比轉數位電路
22．．．門檻比較器
24．．．低通濾波電路
242．．．暫存器
244．．．運算電路

Claims (3)

  1. 一種電容式觸控板的偵測電路，包括：類比轉數位轉換器，偵測複數條跡線之一m次，轉換產生m筆數位訊號；低通濾波電路，連接該數位轉類比轉換器，包括：m+n個暫存器，供依序儲存該m筆數位訊號；以及運算電路，連接該m+n個暫存器；比較電路，連接該低通濾波電路，將該m+n個暫存器中前m筆數位訊號與門檻訊號相比較；其中，若該m筆數位訊號小於該門檻訊號，則該比較電路產生中止訊號，中止該跡線的後續偵測及轉換，若該m筆數位訊號大於該門檻訊號，則該類比轉數位轉換器繼續偵測同一跡線n次，轉換產生n筆數位訊號儲存至該m+n個暫存器，供該運算電路運算產生m+n筆數位訊號的平均值。
  2. 一種電容式觸控板的偵測方法，包括：偵測複數條跡線之一m次，轉換產生m筆數位訊號；依序儲存該m筆數位訊號；比較該m筆數位訊號與門檻訊號；若該m筆數位訊號小於該門檻訊號，則產生中止訊號，中止該跡線的後續偵測及轉換；若該m筆數位訊號大於該門檻訊號，則繼續偵測同一跡線n次，轉換產生n筆數位訊號；依序儲存該n筆數位訊號；以及根據該m+n筆數位訊號運算產生平均值。
  3. 如請求項2之偵測方法，其中比較該m筆數位訊號與門檻訊號的步驟包括：取得該m筆數位訊號的平均值；以及比較該平均值與該門檻訊號。
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