TWI433004B - 觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統 - Google Patents

觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統 Download PDF

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Description

觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統
本發明係為一種觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統，特別為一種應用於判斷觸控面板上一個或一個以上觸控點之觸控點判斷方法及其系統。
觸控面板讓使用者直接透過觸控方式進行操作，其人性化之操作介面更是市場普及的原因。觸控面板的技術近幾年來不斷蓬勃發展，其成長力道更是不容忽視，近日更隨著iPAD上市及Window 7的普及化，觸控面板幾乎已成為現今資訊產品基本配備。
觸控面板在目前主流市場中，主要可分為電阻式(resistive)及電容式(capacitive)。電阻式觸控面板是由氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)玻璃及ITO薄膜堆疊而成，必需藉由施加外力使ITO薄膜與ITO玻璃接觸導電，並進一步計算處理以判定觸控點的位置，但其缺點是在長時間使用後，觸控面板易因外力按壓而易刮傷其表面，並造成使用壽命短的問題。
電容式觸控面板的操作原理則是在未觸碰觸控面板前，面板上各點電位相同，在觸碰面板後人體會與觸控面板間產生微弱電流並形成電容場，感測器即可分析以取得觸控點的所在位置。當使用者進一步於觸控面板上滑動觸碰，遂可繪出使用者的觸碰路徑。
然而電容式觸控面板主要的缺點在於對環境敏感度高，因此當環境溫度、濕度或環境電場改變時，都會造成電容式觸控面板的訊號漂移或產生雜訊，直接影響電容式觸控面板之準確度。
此外，進一步改良自電容式觸控面板的投射式電容觸控面板，其具有多點觸控之特性，亦即可於觸控面板上提供一個以上之觸控點於觸控面板，但是支援多點觸控的觸控面板，卻在判斷觸控點位置時易有產生鬼點的問題。
第1圖係為習知之鬼點形成之示意圖。然而，如第1圖所示，習知技術中支援多點觸控的觸控面板中係將縱向座標及橫向座標分別以兩感測板進行感測。因此當使用者以兩指觸碰觸控面板時，兩觸控點會分別於縱向及橫向各產生兩波峰，交會計算後則會產生四個觸控點，其中兩個為真實觸控點101、102，其餘兩個則為假性觸控點103、104，即所謂的鬼點(Ghost Point)，其容易造成系統的誤判。若更進一步於三點觸控的情形下，就會衍生出六個假性觸控點，這也說明了在越多觸控點的情形下，鬼點對系統造成的誤判也更為嚴重。
本發明係為一種觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統，其係透過感測器所得之感測值及其差值，利用重心計算以準確得知各觸控點的位置，且使用上沒有觸控點數目之限制，可應用於單點或多點觸控面板。
本發明係為一種觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統，由於可直接準確得知各觸控點的位置，故使用上無習知產生鬼點之疑慮。
本發明係為一種觸控面板上之觸控點判斷方法及其系統，藉由每隔一段時間即進行預設臨界值之校正，因此可減少觸控面板受環境因素的影響而造成誤判觸控點的情形，進而可提升其精確度。
為達上述功效，本發明係提供一種觸控面板上之觸控點判斷方法，包括下列步驟：一取樣步驟，取得觸控面板上每一感測器之一第一感測值並儲存此些第一感測值；一差值計算步驟，取得每一感測器之一第二感測值，再取得每一感測器之一差值，其中差值係將每一感測器所測得之第二感測值與第一感測值相減而得；一差值比較步驟，將每一差值分別與一預設臨界值進行比較，並定義一被觸感測器，被觸感測器之差值係大於預設臨界值，且大於臨近之每一感測器之差值；一判斷區取樣步驟，取得一判斷區內每一感測器之每一差值，判斷區係以被觸感測器為中心；以及一重心計算步驟，藉由判斷區取樣步驟所取得之每一差值計算一重心位置，其中重心位置係包含一縱向座標與一橫向座標；所述之重心位置即為一觸控點的位置。
為達上述功效，本發明另提供一種觸控面板上之觸控點判斷系統，係利用觸控面板上之各感測器判斷實際觸控點的位置，包括：一取樣模組，電性連接於觸控面板，並取得觸控面板上每一感測器之一第一感測值並儲存此些第一感測值；一差值計算模組，係電性連接於取樣模組，並取得每一感測器之一第二感測值，再取得每一感測器之一差值，差值係將每一感測器所測得之第二感測值與第一感測值相減而得；一差值比較模組，係電性連接於差值計算模組，將每一差值分別與一預設臨界值進行比較，並定義一被觸感測器，被觸感測器之差值係大於預設臨界值，且大於臨近之每一感測器之差值；一判斷區取樣模組，係電性連接於差值比較模組，用以取得一判斷區內每一感測器之每一差值，判斷區係以被觸感測器為中心；以及一重心計算模組，藉由判斷區取樣模組所取得之每一差值計算一重心位置，重心位置係包含一縱向座標與一橫向座標；所述之重心位置即為一觸控點的位置。
藉由本發明的實施，至少可達到下列進步功效：
一、可用以取得單點或兩點以上之觸控點的位置，以提升觸控面板的準確性。
二、因可判斷並取得觸控點的實際位置，所以可免去鬼點產生之疑慮。
三、可避免觸控面板因受環境因素影響而造成的誤判，進而提升觸控面板的精確度。
為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。
第2圖係為本發明之一種觸控面板10上之觸控點判斷系統之系統架構實施例圖。第3圖係為本發明之一種判斷區51之實施例示意圖。第4圖係為本發明之一種觸控面板10上之觸控點判斷方法之方法流程實施例圖。第5圖係為本發明之一種重心位置計算之實施例示意圖。
如第2圖所示，本實施例係為一種觸控面板10上之觸控點判斷系統，其包括：一取樣模組20；一差值計算模組30；一差值比較模組40；一判斷區取樣模組50；以及一重心計算模組60。其中，觸控點判斷系統可利用觸控面板10上之各感測器判斷實際觸控點的位置。
如第3圖所示，觸控面板10其係包括複數個感測器，且感測器可以排列成陣列之形狀，每一感測器可用以偵測觸控面板10的狀態並以感測值表示。
又如第2圖所示，取樣模組20係電性連接於觸控面板10，取樣模組20則負責取得觸控面板10上每一感測器之一第一感測值並儲存之。
第一感測值係為觸控點判斷系統進行觸控點判斷的初始值，例如第一感測值可被定義為觸控面板10剛被啟動而未受外界干擾下所測得之感測值，也可被定義為觸控面板10長時間運作時，每間隔一時段再次進行取樣的感測值，藉此可校正環境因素對於觸控面板10之影響。
差值計算模組30則電性連接於取樣模組20，其用以取得每一感測器之一第二感測值，並計算每一感測器之一差值。第二感測值定義為後續測得之感測值，而差值則是將每一感測器所測得之第二感測值與第一感測值相減而得。
差值比較模組40則電性連接於差值計算模組30，並且差值比較模組40內設有一預設臨界值。藉由將差值計算模組30輸出的每一差值與預設臨界值比較，當差值大於預設臨界值時，可判斷此差值對應的感測器可能是被觸碰的感測器。在這些被觸碰的感測器中，當某一感測器的差值大於預設臨界值，且又大於臨近每一感測器之差值時，則定義此感測器為被觸感測器41(請同時參閱第3圖所示)。其中，預設臨界值是由一區域內之每一感測器之每一差值計算一平均值和一標準差，並將平均值及標準差依照一比例相加而得，又此區域包含的感測器可以是觸控面板10上的部分感測器，也可以是包含觸控面板10上之每一感測器。
判斷區取樣模組50係電性連接於差值比較模組40，主要用於取得一判斷區51(請同時參閱第3圖所示)內每一感測器之每一差值，又判斷區51是以被觸感測器41為中心劃定之，並且判斷區51是由環繞被觸感測器41的感測器所形成。
重心計算模組60電性連接於判斷區取樣模組50，又重心計算模組60藉由判斷區取樣模組50所取得之每一差值計算一重心位置，所述之重心位置即為觸控面板10上之一觸控點的位置。
如第4圖所示，接續係以本系統之運作方法加以說明。其中，一種觸控面板10上之觸控點判斷方法係包括下列步驟：一取樣步驟(S10)；一差值計算步驟(S20)；一差值比較步驟(S30)；一判斷區取樣步驟(S40)；以及一重心計算步驟(S50)，經由上述步驟所得之重心位置即為一觸控點的位置。
取樣步驟(S10)：藉由取樣模組20取得觸控面板10上每一感測器之第一感測值並儲存第一感測值。當觸控面板10被啟動時，或每經過一段時間後，取樣模組20便會取得感測器所測得之感測值以作為第一感測值並儲存之。
差值計算步驟(S20)：差值計算模組30係用以取得每一感測器之第二感測值。其中，第二感測值為後續感測器測得的感測值。在取得第二感測值後，差值計算模組30便將第二感測值與第一感測值相減以取得每一感測器之差值。
由於開機後感測器會受到外界環境的影響，以使得第二感測值勢必與第一感測值有所差異，然而其差異除了導因於感測器被觸碰外，亦可能來自於外界環境例如：濕度、溫度改變、帶電體靠近等而造成所謂的雜訊。
差值比較步驟(S30)：為進而有效地判別觸控點之訊號與雜訊的差異，差值比較模組40遂定義一個預設臨界值，並將差值計算模組30所得之每一差值分別與預設臨界值進行比較，當差值小於或等於預設臨界值，則可判定此感測器接收到的感測值為雜訊。
反之，如果某一感測器之差值大於預設臨界值，但因觸控點附近的感測器所對應的差值皆可能大於預設臨界值，故當此感測器的差值大於其周圍之每一感測器的差值時，定義此感測器為被觸感測器41。
其中，預設臨界值可由某一區域內之每一感測器之每一差值計算一平均值和一標準差，並將平均值及標準差依照一比例相加而得。又區域內的感測器可以是觸控面板10上的部分感測器，也可以是包含觸控面板10上之每一感測器。
判斷區取樣步驟(S40)：判斷區取樣模組50係用以取得一判斷區51，判斷區51係以被觸感測器41為中心並包括環繞被觸感測器41之感測器。其中，判斷區取樣模組50係於判斷區51內取得每一感測器之每一差值。由於被觸感測器41僅是大略的觸控點，為了更精確取得實際觸控點的位置，遂以被觸感測器41為中心定義判斷區51的範圍，以進一步計算出觸控點的實際位置。
如第3圖所示，例如以被觸感測器41為中心，將其上下左右與四個角落共九點的3×3矩陣作為判斷區51，並取得在判斷區51內每一感測器之差值。另外，也可進一步擴大判斷區51的範圍，由前述之3×3矩陣再外推至5×5矩陣。
重心計算步驟(S50)：可藉由判斷區取樣步驟所取得之每一差值利用重心計算模組60計算其重心位置，其中重心位置係包含一縱向座標與一橫向座標。縱向座標是由判斷區51內之每一差值乘以其縱向相對位置座標再除以差值之總和，而橫向座標是由判斷區51內之每一差值乘以其橫向相對位置座標再除以差值之總和。
如第5圖所示，舉例來說，若判斷區51是由一3×3矩陣所構成，且在判斷區51內每一感測器所得之差值大小為a至i，而且在3×3矩陣中感測器的橫向相對座標為X1 、X2 及X3 ，而縱向相對座標為Y1 、Y2 及Y3 。因此判斷區51內的重心位置(X,Y)之計算方式係如下所示：
藉由重心計算模組60計算判斷區51內每一感測器之差值，所得之重心位置(X,Y)即為一觸控點的位置。
惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。
101、102．．．真實觸控點
103、104．．．假性觸控點
10‧‧‧觸控面板
20‧‧‧取樣模組
30‧‧‧差值計算模組
40‧‧‧差值比較模組
41‧‧‧被觸感測器
50‧‧‧判斷區取樣模組
51‧‧‧判斷區
60‧‧‧重心計算模組
第1圖係為習知之鬼點形成之示意圖。
第2圖係為本發明之一種觸控面板上之觸控點判斷系統之系統架構實施例圖。
第3圖係為本發明之一種判斷區之實施例示意圖。
第4圖係為本發明之一種觸控面板上之觸控點判斷方法之方法流程實施例圖。
第5圖係為本發明之一種重心位置計算之實施例示意圖。
S10．．．取樣步驟
S20．．．差值計算步驟
S30．．．差值比較步驟
S40．．．判斷區取樣步驟
S50．．．重心計算步驟

Claims (10)

  1. 一種觸控面板上之觸控點判斷方法，包括下列步驟：一取樣步驟，取得該觸控面板上每一感測器之一第一感測值並儲存該些第一感測值；一差值計算步驟，取得每一該感測器之一第二感測值，再取得每一該感測器之一差值，其中該差值係將每一該感測器所測得之該第二感測值與該第一感測值相減而得；一差值比較步驟，將每一該差值分別與一預設臨界值進行比較，並定義一被觸感測器，該被觸感測器之該差值係大於該預設臨界值，且大於臨近之每一該感測器之該差值；一判斷區取樣步驟，取得一判斷區內每一該感測器之每一該差值，該判斷區係以該被觸感測器為中心；以及一重心計算步驟，藉由該判斷區取樣步驟所取得之每一該差值計算一重心位置，其中該重心位置係包含一縱向座標與一橫向座標；其中，該第一感測值係為該觸控面板上每一感測器進行觸控點判斷的初始值，又該第二感測值係為該觸控面板上每一感測器後續測得之感測值，且所述之重心位置即為一觸控點的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板上之觸控點判斷方法，其中該判斷區係由環繞該被觸感測器之該些感測器所形成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之觸控面板上之觸控點判 斷方法，其中該縱向座標係由該判斷區內之每一該差值乘以其縱向相對位置座標再除以該些差值之總和；以及，該橫向座標係由該判斷區內之每一該差值乘以其橫向相對位置座標再除以該些差值之總和。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板上之觸控點判斷方法，其中該預設臨界值係由一區域內之每一該感測器之每一該差值計算一平均值和一標準差，並將該平均值及該標準差依照一比例相加而得。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板上之觸控點判斷方法，其中該區域係包含該觸控面板上之每一該感測器。
  6. 一種觸控面板上之觸控點判斷系統，係利用該觸控面板上之各感測器判斷實際觸控點的位置，包括：一取樣模組，電性連接於該觸控面板，並取得該觸控面板上每一該感測器之一第一感測值並儲存該些第一感測值；一差值計算模組，係電性連接於該取樣模組，並取得每一該感測器之一第二感測值，再取得每一該感測器之一差值，該差值係將每一該感測器所測得之該第二感測值與該第一感測值相減而得；一差值比較模組，係電性連接於該差值計算模組，將每一該差值分別與一預設臨界值進行比較，並定義一被觸感測器，該被觸感測器之該差值係大於該預設臨界值，且大於臨近之每一該感測器之該差值；一判斷區取樣模組，係電性連接於該差值比較模組，用以 取得一判斷區內每一該感測器之每一該差值，該判斷區係以該被觸感測器為中心；以及一重心計算模組，藉由該判斷區取樣模組所取得之每一該差值計算一重心位置，該重心位置係包含一縱向座標與一橫向座標；其中，該第一感測值係為該觸控點判斷系統進行觸控點判斷的初始值，又該第二感測值係為後續測得之感測值，且所述之重心位置即為一觸控點的位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板上之觸控點判斷系統，該判斷區係由環繞該被觸感測器之該些感測器所形成。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述之觸控面板上之觸控點判斷系統，其中該縱向座標係由該判斷區內之每一該差值乘以其縱向相對位置座標再除以該些差值之總和；以及，該橫向座標係由該判斷區內之每一該差值乘以其橫向相對位置座標再除以該些差值之總和。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板上之觸控點判斷系統，其中該預設臨界值係由一區域內之每一該感測器之每一該差值計算一平均值和一標準差，並將該平均值及該標準差依照一比例相加而得。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板上之觸控點判斷系統，其中該區域係包含該觸控面板上之每一該感測器。
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