TWI406167B - 具有偵測多點觸控功能的觸控系統及偵測多點觸控的方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種觸控面板,尤指一種具有偵測多點觸控功能的觸控面板及偵測多點觸控的方法。
請參照第1圖,第1圖係說明自感式電容觸控面板的偵測觸控點的方式之示意圖。在目前自感式電容觸控面板的偵測觸控點的方法是由驅動電路提供電壓掃描訊號,如果觸控面板X軸方向有N條感測線,Y軸方向有M條感測線,則驅動電路會以X軸→Y軸或Y軸→X軸的方式循序掃描(一次掃描完N+M條感測線)。因為感測線被物件觸碰後,電容值會變大(物件的電容和感測線的電容並聯),造成電壓掃描訊號的工作週期改變,所以可根據掃描訊號的工作週期不同而偵測出哪條感測線被觸碰。但自感式電容觸控面板在多點觸控的應用上,會產生誤判觸控點的問題。請參照第2圖,第2圖係說明自感式電容觸控面板產生鬼點(ghost point)之示意圖。如第2圖所示,當二觸碰物件放置於自感式電容觸控面板A、B二位置時,雖藉由掃描X軸和Y軸的感測線後,偵測出A、B兩點座標。但同時自感式電容觸控面板亦會偵測出A’、B’兩點座標,而A’、B’即為鬼點。
另外,請參照第3圖,第3圖係說明互感式電容觸控面板的偵測觸控點的方式之示意圖。互感式電容觸控面板可以準確的偵測到多點觸控的位置,其觸控面板的驅動方式係為將X軸方向(或Y軸方向)進行電壓或電流的掃描,然後在Y軸向(或X軸方向)進行觸控點訊號的截取,X軸方向是以循序掃描的方式進行,但Y軸向則是整面軸向的訊號資料截取。但這種驅動方式所得到的資料量非常龐大,且這些訊號須經由後端系統進行處理後,才能得知真正的觸控點。雖然,互感式電容觸控面板可偵測到多點觸控的位置,但需要大量的記憶體以及繁重的後續資料處理。
本發明的一實施例提供一種具有偵測多點觸控功能的觸控面板。該觸控面板包含一觸控面板、一第一收發器、一第二收發器及一處理器。該觸控面板係用以提供至少一物件接觸,該觸控面板的一第一軸向上具有N條第一感測線以及一第二軸向上具有M條第二感測線;該第一收發器係耦接於該N條第一感測線,用以掃描該第一軸向上的N條第一感測線;該第二收發器係耦接於該M條第二感測線,用以掃描該第二軸向上的M條第二感測線;及該處理器係耦接於該第一收發器和該第二收發器,用以根據該第一收發器掃描的結果偵測被至少一物件觸碰的至少一第一感測線,控制該第一收發器輸入至少一高頻訊號至被該至少一物件觸碰的至少一第一感測線以及控制該第二收發器對該觸控面板的第二軸向上的M條第二感測線輸入M個低頻訊號,偵測該第二收發器經由該M條第二感測線接收的M個回饋訊號,並據以判定至少一觸控點的位置。
本發明的另一實施例提供一種偵測多點觸控的方法。該方法包含掃描在一觸控面板的第一軸向上的N條第一感測線,並據以偵測被至少一物件觸碰的至少一第一感測線;輸入至少一高頻訊號至被該至少一物件觸碰的至少一第一感測線以及對該觸控面板的第二軸向上的M條第二感測線輸入M個低頻訊號;及接收並偵測該第二軸向上的M條第二感測線的M個回饋訊號,據以判定至少一觸控點的位置。
本發明所提供的一種具有偵測多點觸控功能的觸控面板及具有偵測多點觸控的方法,係先全面掃描觸控面板的第一軸向上的第一感測線,再根據反射回來的訊號判斷是否有物件觸碰。如果有物件觸碰,則僅對有物件觸碰的第一感測線輸入高頻訊號,且同時對觸控面板的第二軸向上的第二感測線輸入低頻訊號。再根據低頻訊號載入高頻訊號的混波訊號,判定至少一觸控點的位置。如此,不僅不會發生誤判鬼點的狀況,亦不需要大量的記憶體以及繁重的後續資料處理。
請參照第4圖,第4圖係本發明的一實施例說明具有偵測多點觸控功能的觸控系統100之示意圖。觸控系統100包含一觸控面板102、一第一收發器104、一第二收發器106及一處理器108,其中處理器108包含一第一偵測電路1082及一第二偵測電路1084,觸控面板102係為一投射式電容觸控面板。觸控面板102係用以提供至少一物件接觸,觸控面板102的第一軸向上具有N條第一感測線1042以及第二軸向上具有M條第二感測線1062,其中N可等於或異於M。第一收發器104係耦接於N條第一感測線1042與處理器108,用以發射第一掃描訊號以掃描第一軸向上的N條第一感測線1042,並接收來自N條第一感測線1042的反射訊號。第二收發器106係耦接於M條第二感測線1062與處理器108,用以發射第二掃描訊號以掃描第二軸向上的M條第二感測線1062,並接收來自M條第二感測線1062的M個回饋訊號。處理器108係耦接於第一收發器104和第二收發器106,處理器108可根據第一偵測電路1082輸出的結果判定被至少一物件觸碰的至少一第一感測線1042。第一偵測電路1082包含一電壓位準比較器(voltage level comparator)10822、一頻率產生器(frequency generator)10824及一栓鎖電路(latch)10826。電壓位準比較器10822係用以將來自N條第一感測線1042所反射的反射電壓訊號轉換為相對應之脈波訊號;栓鎖電路10826係耦接於電壓位準比較器10822與頻率產生器10824,根據頻率產生器10824提供的頻率對電壓位準比較器10822所輸出的脈波訊號進行採樣,產生第一訊號S1。第二偵測電路1084包含一高通濾波器(high pass filter)10842、一整形濾波器(shaping filter)10844及一類比數位轉換器(ADC)10846。另外,如第4圖所示,第一軸向係為X軸方向,第二軸向係為Y軸方向。但本發明的另一實施例中的第一軸向係為Y軸方向,第二軸向係為X軸方向。
請參考第5圖,第5圖係說明處理器108如何判定第一感測線1042是否有物件觸碰的示意圖。當第一感測線1042沒被物件觸碰時(物件的電容CF等於零),此時僅有第一感測線1042的電容CS,所以充放電時間短,導致由第一偵測電路1082產生的第一訊號S1的工作週期較短;當第一感測線1042被物件觸碰時(物件的電容CF大於零),此時第一感測線1042的電容CS和物件的電容CF並聯,所以充放電時間長,導致由第一偵測電路1082產生的第一訊號S1的工作週期較長。因此,處理器108可根據第一訊號S1的工作週期判定被物件觸碰的第一感測線1042。
請參照第6圖,第6圖係說明處理器108控制第一收發器104輸入高頻訊號H1至被物件觸碰的第一感測線1042,以及控制第二收發器106對第二軸向上的M條第二感測線1062輸入M個低頻訊號L1之示意圖。如果處理器108判定N條第一感測線1042中的第3條、第5條與第N-1條第一感測線1042被物件A1、B1與C1觸碰,則處理器108控制第一收發器104輸入高頻訊號H1至第3條、第5條與第N-1條第一感測線1042,並同時控制第二收發器106對第二軸向上的M條第二感測線1062輸入M個低頻訊號L1。M個低頻訊號L1會和高頻訊號H1混波形成M個回饋訊號。高通濾波器10842則用以濾除第二收發器106經由M條第二感測線1062接收的M個回饋訊號中的低頻訊號L1;整形濾波器(shaping filter)10844係耦接於高通濾波器10842,用以將高通濾波器10842的輸出訊號進行波形整形;及類比數位轉換器10846係耦接於整形濾波器10844,用以將整形濾波器10844的輸出訊號轉換成M個相對應之數位訊號D1。處理器108依據數位訊號D1判定物件A1、B1與C1觸碰的位置。
請參照第7圖,第7圖係說明在有物件觸碰與無物件觸碰的情況下的回饋訊號之示意圖。回饋訊號係由低頻訊號L1混入高頻訊號H1所構成,當有物件觸碰時,部分高頻訊號H1的能量被物件帶走,因此回饋訊號上之混波(coupling)高頻訊號H1的振幅較小。如果,第二感測線1062上有多於一的物件觸碰,則由上述原理可知回饋訊號上之混波(coupling)高頻訊號H1的振幅會變的更小,導致相對應之數位訊號D1亦會跟著改變。因此,如第7圖所示,第2條第二感測線1062上僅有物件A1觸碰,第M-2條第二感測線1062上有物件B1、C1觸碰,所以處理器108根據經由類比數位轉換器10846所轉換之數位訊號D1,即可判定第2條第二感測線1062上僅有一件物件A1觸碰以及第M-2條第二感測線1062上有二件物件B1、C1觸碰。
請參照第8圖,第8圖係為本發明的另一實施例說明偵測多點觸控的方法之流程圖。第8圖之方法係利用第4圖的觸控系統100說明,詳細步驟如下:
步驟800:開始;
步驟802:第一收發器104發射第一掃描訊號以掃描觸控面板102的第一軸向上的N條第一感測線1042;
步驟804:第一收發器104接收來自N條第一感測線1042的反射訊號;
步驟806:第一偵測電路1082根據來自N條第一感測線1042所反射的反射訊號,產生N個第一訊號S1;
步驟808:處理器108根據N個第一訊號S1,判斷第一軸向上的N條第一感測線1042是否被至少一物件觸碰;如果沒有,跳回步驟802;如果有,進行步驟810;
步驟810:處理器108記錄被物件觸碰的第一感測線1042;
步驟812:第一收發器104發射高頻訊號H1至被物件觸碰的第一感測線1042,以及第二收發器106同時對觸控面板102的第二軸向上的M條第二感測線輸入M個低頻訊號L1;
步驟814:第二收發器106接收M條第二感測線的M個回饋訊號;
步驟816:第二偵測電路1084根據M個回饋訊號,產生M個相對應之數位訊號D1;
步驟818:處理器108根據M個相對應之數位訊號D1,判定至少一觸控點的位置;並跳回步驟802。
在步驟808中,處理器108係根據N個第一訊號S1的工作週期,判斷N條第一感測線1042中是否有被至少一物件觸碰的第一感測線1042。在步驟812中,第一收發器104僅對有被物件觸碰的第一感測線1042發射高頻訊號H1,以及第二收發器106同時對觸控面板102的第二軸向上的M條第二感測線1062輸入M個低頻訊號L1。在步驟814中,M個回饋訊號係由M個低頻訊號L1混入高頻訊號H1所構成。在步驟816中,第二偵測電路1084根據M個回饋訊號,產生M個相對應之數位訊號D1,其中數位訊號D1會隨著第二感測線1062上觸碰的物件數目而不同。在步驟818中,處理器108根據M個相對應之數位訊號D1,判定至少一觸控點的位置。
綜上所述,本發明所提供的一種具有偵測多點觸控功能的觸控面板及具有偵測多點觸控的方法,係先全面掃描觸控面板的第一軸向上的第一感測線,再根據反射回來的訊號判斷是否有物件觸碰。如果判斷沒有,則繼續全面掃描第一軸向上的第一感測線。如果判斷有物件觸碰,則僅對有物件觸碰的第一感測線輸入高頻訊號,且同時對觸控面板的第二軸向上的第二感測線輸入低頻訊號。再根據低頻訊號載入高頻訊號的混波訊號,判定至少一觸控點的位置。如此,不僅不會發生誤判鬼點的狀況,亦不需要大量的記憶體以及繁重的後續資料處理。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100...觸控系統
102...觸控面板
104...第一收發器
106...第二收發器
108...處理器
1042...第一感測線
1062...第二感測線
1082...第一偵測電路
1084...第二偵測電路
10822...電壓位準比較器
10824...頻率產生器
10826...栓鎖電路
10842...高通濾波器
10844...整形濾波器
10846...類比數位轉換器
S1...第一訊號
D1...數位訊號
A、B...位置
A’、B’...鬼點
CF...物件的電容
CS...第一感測線或第二感測線的電容
A1、B1、C1...物件
H1...高頻訊號
L1...低頻訊號
800-818...步驟
第1圖係說明自感式電容觸控面板的偵測觸控點的方式之示意圖。
第2圖係說明自感式電容觸控面板產生鬼點之示意圖。
第3圖係說明互感式電容觸控面板的偵測觸控點的方式之示意圖。
第4圖係本發明的一實施例說明具有偵測多點觸控功能的觸控面板之示意圖。
第5圖係說明處理器如何判定第一感測線是否有物件觸碰的示意圖。
第6圖係說明處理器控制第一收發器輸入高頻訊號至被物件觸碰的第一感測線,以及控制第二收發器對第二軸向上的第二感測線輸入低頻訊號之示意圖。
第7圖係說明在有物件觸碰與無物件觸碰的回饋訊號之示意圖。
第8圖係為本發明的另一實施例說明偵測多點觸控的方法之流程圖。
100...觸控系統
102...觸控面板
104...第一收發器
106...第二收發器
108...處理器
1042...第一感測線
1062...第二感測線
1082...第一偵測電路
1084...第二偵測電路
10822...電壓位準比較器
10824...頻率產生器
10826...栓鎖電路
10842...高通濾波器
10844...整形濾波器
10846...類比數位轉換器
S1...第一訊號
D1...數位訊號
Claims (10)
- 一種具有偵測多點觸控功能的觸控系統,包含:一觸控面板,用以提供至少一物件接觸,該觸控面板的一第一軸向上具有N條第一感測線以及一第二軸向上具有M條第二感測線;一第一收發器,耦接於該N條第一感測線,用以掃描該第一軸向上的N條第一感測線;一第二收發器,耦接於該M條第二感測線,用以掃描該第二軸向上的M條第二感測線;及一處理器,耦接於該第一收發器和該第二收發器,用以根據該第一收發器掃描的結果偵測被至少一物件觸碰的至少一第一感測線,控制該第一收發器輸入至少一高頻訊號至被該至少一物件觸碰的至少一第一感測線以及控制該第二收發器對該觸控面板的第二軸向上的M條第二感測線輸入M個低頻訊號,偵測該第二收發器經由該M條第二感測線接收的M個回饋訊號,並據以判定至少一觸控點的位置。
- 如請求項1所述之觸控系統,其中該觸控面板係為一投射式電容觸控面板。
- 如請求項1所述之觸控系統,其中該M個回饋訊號係為該M個低頻訊號載入該至少一高頻訊號的M個混波訊號。
- 如請求項1所述之觸控系統,其中N等於M。
- 如請求項1所述之觸控系統,其中N不等於M。
- 如請求項1所述之觸控系統,其中該處理器另包含:一第一偵測電路,包含:一電壓位準比較器,用以將來自該至少一第一感測線所反射的訊號轉換為相對應之脈波訊號;一頻率產生器,用以提供一頻率;及一栓鎖電路,耦接於該電壓位準比較器與該頻率產生器,根據該頻率對該脈波訊號進行採樣;及一第二偵測電路,包含:一高通濾波器,用以濾除該回饋訊號中的低頻訊號;一整形濾波器(shaping filter),耦接於該高通濾波器,用以將該高通濾波器的輸出訊號進行波形整形;及一類比數位轉換器,耦接於該整形濾波器,用以將該整形濾波器的輸出訊號轉換成相對應之數位訊號。
- 一種偵測多點觸控的方法,包含:掃描在一觸控面板的第一軸向上的N條第一感測線,並據以偵測被至少一物件觸碰的至少一第一感測線;輸入至少一高頻訊號至被該至少一物件觸碰的至少一第一感測 線以及對該觸控面板的第二軸向上的M條第二感測線輸入M個低頻訊號;及接收並偵測該第二軸向上的M條第二感測線的M個回饋訊號,據以判定至少一觸控點的位置。
- 如請求項7所述之方法,另包含:如果沒有偵測到被該至少一物件觸碰的至少一第一感測線,則繼續掃描在該觸控面板的第一軸向上的N條第一感測線,並據以偵測被該至少一物件觸碰的至少一第一感測線。
- 如請求項7所述之方法,其中掃描在該觸控面板的第一軸向上的N條第一感測線係為係為使用一收發器對該N條第一感測線之每一第一感測線發出一脈波訊號,並根據反射回該收發器之脈波訊號的工作週期偵測被該至少一物件觸碰的至少一第一感測線。
- 如請求項7所述之方法,其中接收並偵測該第二軸向上的M條第二感測線的M個回饋訊號,據以判定該至少一觸控點的位置係為接收該第二軸向上的M條第二感測線的M個回饋訊號,並偵測該M個回饋訊號的振幅,據以判定該至少一觸控點的位置。
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