TWI470502B - 觸控面板的異物偵測方法 - Google Patents

Description

觸控面板的異物偵測方法

本發明係關於一種觸控面板的異物偵測方法，尤指一種判斷觸控面板有無異物及異物資訊的方法。

如圖7A至圖7C所示，一般觸控面板在開機或從休眠狀態被喚醒時，會先透過類比數位轉換特性調整程序(ADC Calibration)取得一基準值作為依據(如圖7A所示)，當又接收觸控面板後續的感應數值(如圖7B所示)後，再取二者之間的感應差值(如圖7C所示)來與預設的一感應臨界值(300；16進位)進行比對，若大於該感應臨界值，則將該等感應差值(dV)的座標位置視為物件存在的座標位置(如圖7C所示灰底標示處)，進行座標計算。

然而，上述物件識別方式仍存在物件誤判的情況，以下再舉例說明之：

1.若在該觸控面板進行類比數位轉換特性調整程序時觸控面板上存在有物件，則會產生不正確的基準值，影響後續物件的座標等資訊判斷。

由於觸控面板在類比數位轉換特性調整程序取得的基準值，為判斷物件資訊的重要依據，其基準值設定顯得特別重要。然而，若於觸控面板進行類比數位轉換特性調整程序時，因觸控面板上存在有物件而誤把包含有物件的感應數值一併作為基準值的話，會導致後續輸出錯誤的感應差值，而產生誤判的情況，因此使用者會發覺觸控面板在 開機或喚醒後，即便使用者後續利用手指或物件碰觸該觸控面板，但觸控面板可能不會產生相對應的動作。

2.觸控面板因環境溫度變化而造成誤判的情況。

如圖8A至圖8C所示，當觸控面板使用環境溫度升高時，則其感應數值會受到影響而降低(如圖8B所示)；若依據上述異物偵測方法，將基準值(如圖8A所示)減去因高溫而減低的感應數值相減所獲得的感應差值(dV；如圖8C所示)大部份會超過該感應臨界值(300；16進位)，而超過感應臨界值的感應差值如圖8C所示的灰底標示處，而誤判目前觸控面板上存在有物件。

3.因組裝缺陷而導致物件按壓時造成物件感應範圍增大的物件識別誤差。

若觸控面板裝設後出現不平整處，面板在不平整處無法完整平貼在構件上而形成間隙，導致構件不能確實的全面支撐在面板背面，當該不平整位置被單一物件11按壓接觸時，該觸控面板會因外力而會產生形變(bending)，而使得觸控面板受力點的周邊感應數值也會因形變而一併降低(如圖9所示)，使其被誤判為有多物件接觸該觸控面板。

因此，目前觸控面板的異物偵測方法仍有許多地方需要進一步改良。

有鑑於上述觸控面板的物件識別方法技術缺陷，本發明主要目的係提供一種觸控面板的異物偵測方法，以幫助提 高觸控面板的物件識別的正確性。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該觸控面板的異物偵測方法包含有以下步驟：預設一初始基準值；接收一觸控面板之感應數值；比較該基準值與感應數值，並產生一感應差值；對該感應差值進行高頻濾波；及將完成高頻濾波之感應差值與一臨界值進行比較，並依據比較結果來判斷是否有異物。

上述本發明主要預設有一初始基準值，以當觸控面板於執行類比數位轉換特性調整程序前，可先確認觸控面板上是否有異物存在，也就是將觸控面板目前接收的感應數值與初始基準值進行比較，再經由高頻濾波出可歸類為高頻差值的感應差值，再將完成高頻濾波的感應差值與該臨界值比較，而依據比較結果正確偵測異物的存在，因此在執行類比數位轉換特性調整程序前，可確定無異物才產生正確的基準值。是以，本發明確實能夠準確地偵測觸控面板上異物的有無，令觸控面板藉由類比數位轉換特性調整程序產生正確基準值。

欲達上述目的所使用的另一主要技術手段係令該觸控面板的異物偵測方法包含有：接收一觸控面板之一初始感應數值作為一基準值；接收該觸控面板後輸出之一感應數值；比較該基準值與該感應數值，並產生一感應差值；對該感應差值進行高頻濾波；及 將完成高頻濾波之感應差值與一臨界值進行比較，並依據比較結果來判斷該觸控面板上的異物資訊。

上述本發明主要利用高頻濾波出可歸類為高頻差值的感應差值，再將完成高頻濾波的感應差值與該臨界值比較，依據比較結果即能正確地識別物件位置及數量。

首先請參閱圖1所示，係為一觸控模組，其包含有一觸控面板及一控制電路；其中該控制電路係執行本發明異物偵測方法，而如圖2A所示，係為本發明異物偵測方法的第一實施例流程圖，其包含有：預設一初始基準值(S10)；其中該初始基準值係將觸控面板置於無雜訊環境下進行感應及分析而得；接收一觸控面板之感應數值(S11)；比較該基準值與感應數值，並產生一感應差值(S12)；如圖3A及圖4A所示，分別為二維感應差值，亦可為一維感應數值；對該感應差值進行高頻濾波(S13)；及將完成高頻濾波之感應差值與一臨界值進行比較，並依據比較結果來判斷是否有異物(S14)；如圖3B所示的新二維感應數值並無異物存在，而圖4B標示的灰底處則為感應異物之位置，判斷有異物存在，容下進一步詳述之。

於第一實施例中，上述對該感應差異進行高頻濾波時，係藉由通過一高通濾波器，並將各感應差值作為3×3矩陣的中心點來與該相鄰之感應差值相互比較運算作為實 施樣態說明，若比較後差異值小於一預設值，該感應差值歸類為低頻差值，而予以濾除；反之，若比較後差異值大於該預設值，則該感應差值係歸類為高頻差值，則予以保留；以圖3A為例，由於感應差值與其相鄰之感應差值的差異不大，故比較後差異值大於預設值並不多，如圖3B所示，因此再將圖3B完成高頻濾波之感應差值與臨界值300比較，並未有高於該臨界值的差異值存在，代表目前觸控面板無異物存在。是以，縱使圖3A所示的二維感應差值因為高溫環境的影響造成許多感應差值已超過300臨界值(如灰底標示處)，但本發明藉由對感應差值進行高頻濾波後可有效濾除低頻差值，而不會將環境溫度的變化誤判為異物在該觸控面板上(如圖3B所示)。再以圖4A為例，由於其中數個感應差值與其該相鄰的感應差值的差異較大，且大過該預設值，故進行高頻濾波時，該些感應差值與其相鄰感應差值的差值值會大於該預設值，而歸類為高頻差值，而予以保留，即如圖4B中所示，接著再將圖4B完成高頻濾波之感應差值與該臨界值300比較，若存在有高於該臨界值的差異值(如灰底標示)，則代表目前觸控面板有異物存在。

請參閱圖2B所示，係為本發明異物偵測方法的第二較佳實施例流程圖，其包含有：接收一觸控面板之一初始感應數值作為一基準值(S20)；其中該初始感應數值係於執行類比數位轉換特性調整程序(ADC Calibration)所產生的基準值，也就是說，當觸控面板執行類比數位轉換特性調整程序時，會以接收到觸 控面板的初始感應數值作為基準值；接收該觸控面板後輸出之一感應數值(S21)；比較該基準值與該感應數值，並產生一感應差值(S22)；如圖5A所示係為一二維感應數值，亦可為一維感應數值；對該感應差值進行高頻濾波(S23)；及將完成高頻濾波之感應差值與一臨界值進行比較，並依據比較結果來判斷該觸控面板上的異物資訊(S24)；如圖5B所示的新二維感應數值有異物存在且正確判斷物件位置及數量，容下進一步詳述之。

於第二較佳實施例中，上述對該感應差異進行高頻濾波時，各該感應差值與該相鄰之感應差值相比較，若比較後差異值小於一預設值，該感應差值歸類為低頻差值，而予以濾除；反之，若比較後差異值大於該預設值，則該感應差值係歸類為高頻差值，則予以保留，如圖5B所示。接著將圖5B完成高頻濾波之感應差值與臨界值進行比較，一樣假設臨界值為300(16進位)，大於300臨界值的共計有5個感應差值(如灰底標示處)，確定高頻差值中已有超過臨界值，確認目前所接收觸控面板的感應數值是有異物存在。由於本實施例的基準值係由類比數位轉換特性調整程序產生出來，為正確的基準值，故本實施例圖5B超過臨界值的高頻差值即可作為識別物件位置及數量的真實數據，也就是說圖5B可作為識別物件用的二維感應數值，而超過臨界值的高頻差值即是物件存在正確位置。

以下謹進一步以觸控面板的實際操作說明本發明異物 偵測方法應用功效，但不以此為限。

當一般觸控面板在開機或從休眠狀態被喚醒時，會先透過類比數位轉換特性調整程序產生一基準值作為依據，因此本發明為了避免產生錯誤基準值，故會預先在觸控面板上設定一初始基準值，讓觸控面板在開機或從休眠狀態被喚醒時不必執行類比數位轉換特性調整程序即已有一初始基準值，並以此初始基準值判斷開機會或喚醒後的觸控面板上是否有異物存，以下即分別舉二例說明之。

當觸控面板於開機或從休眠狀態被喚醒時，觸控面板上已有物件，則本發明會接收到圖7B感應數值進行異物判斷，即首先讀取預設的初始基準值進行比較，而產生一二維感應差值，如圖4A所示，接著再對二維感應差值進行高頻濾波，而獲得如圖4B的新二維感應差值，假設臨界值為16進位300，則共有10個感應差值大於臨界值，而被視為有異物存在；此時，觸控面板不執行類比數位轉換特性調整程序，直到圖4B上各感應差值均小於臨界值，才執行類比數位轉換特性調整程序，獲得正確的基準值。

倘若觸控面板開機或喚醒時恰處於高溫環境而未有物件等異物在其上，則會收接到如圖8B的二維感應數值，此時本發明同樣讀取預設的初始基準值，並比較初始基準值與此二維感應數值，以獲得如圖3A所示的二維感應差值，由於環境高溫關係，故大部份以灰底標示的感應差值均超過臨界值，但經本發明高頻濾波後，即獲得一新二維感應差值，如圖3B所示。由於高溫環境會讓觸控面板的感應點雖沒有物件或雜訊等異物在上面，但所獲得如圖3A所示的 感應差值會超過臨界值，若此時即以圖3A判斷有異物存在而遲不執行類比數位轉換特性調整程序，則使用者將無法在高溫環境下正常使用觸控面板；是以，經過高頻濾波後，因為各感應差異與其周邊感應差值的數值相近，故取其差異值後大部份低於預設值而被濾除，如圖3B所示保留下來的差異值亦均未超過臨界值，而判斷無異物存在；因此，即可讓觸控面板執行類比數位轉換特性調整程序，讓觸控面板於開機或喚醒時處在高溫環境，使用者仍能正常使用。

當觸控面板於正常執行類比數位轉換特性調整程序後，即已產生並儲存有一正常基準值，因此可接著對觸控面板輸出的感應數值進行物件識別。假若觸控面板於裝設時因不平整而以單手指觸碰後，輸出的二維感應數值，經與正常基準值比較後，即如圖5A所示，二維感應差值中在單物件11周邊的感應差值均超過臨界值，如灰底標示處，但經過高頻濾波後即可如圖5B所示，因觸控面板安裝不平整的形變，而使得感應差值超過臨界值的新感應差值已被濾除，而僅有單物件11的感應差值進一步超過臨界值，而被識別為物件(如灰底標示處)。

再請參閱圖6A所示，若五手指物件均觸碰該觸控面板，觸控面板輸出的感應數值的立體模擬圖，由圖中可知，五手指物件中間的感應數值亦升高，但經高頻濾波後，如圖6B所示，除了五手指物件感應差值為高頻差值外，其餘感應差值均被濾除，使得觸控面板於辨別物件位置及數量亦更為準確。

綜上所述，本發明應用係於觸控面板執行類比數位轉 換特性調整程序前確認異物的有無，能提高基準值的正確性，再者若應用於物件位置及數的辨識上，亦能提高辨識率。

10‧‧‧觸控面板

11‧‧‧物件

20‧‧‧控制電路

圖1：係本發明觸控模組示意圖。

圖2A：係本發明異物偵測方法第一較佳實施例的流程圖。

圖2B：係本發明異物偵測方法第二較佳實施例的流程圖。

圖3A及3B：本發明異物偵測方法用於高溫環境中的二維感應差值及高頻濾波後的二維感應差值。

圖4A及4B：本發明異物偵測方法用於執行類比數位轉換特性調整程序時存在有物件的二維感應差值及高頻濾波後的二維感應差值。

圖5A及5B：本發明異物偵測方法用於因高壓變形的二維感應差值及高頻濾波後的二維感應差值。

圖6A及6B：本發明異物偵測方法用於五指物件識別的感應差值能量模擬圖及高頻濾波後的感應數能量模擬圖。

圖7A至7C：係既有觸控面板於執行類比數位轉換特性調整程序時存在有物件的二維基準值、二維感應數值及二維感應差值。

圖8A至8C：係既有觸控面板用於高溫環境中的二維基準值、二維感應數值及二維感應差值。

圖9：係既有觸控面板用於因高壓變形的二維感應差值。

Claims (9)

1. 一種觸控面板的異物偵測方法，包含有：預設一初始基準值；接收一觸控面板之感應數值；比較該初始基準值與感應數值，並產生一感應差值；對該感應差值進行高頻濾波；及將完成高頻濾波之感應差值與一臨界值進行比較，並依據比較結果來判斷是否有異物。
2. 如請求項1所述之異物偵測方法，於上述對感應差值進行高頻濾波的步驟中，係將各感應差值與其相鄰的感應差值比較以獲得差異值。
3. 如請求項2所述之異物偵測方法，於上述對該感應差值進行高頻濾波的步驟中，該差異值高於一預設值即為高頻差值並予以保留，而低於頻於該頻率預設值，則為低頻差值即予以濾除。
4. 2或3所述之異物偵測方法，該預設基準值是將觸控面板置於無雜訊環境下進行感應及分析而得。
5. 一種觸控面板的異物偵測方法，包含有：接收一觸控面板之一初始感應數值作為一基準值；接收該觸控面板後輸出之一感應數值；比較該基準值與該感應數值，並產生一感應差值；對該感應差值進行高頻濾波；及將完成高頻濾波之感應差值與一臨界值進行比較，並依據比較結果來判斷該觸控面板上的異物資訊。
6. 如請求項5所述之異物偵測方法，該初始感應數值是由一類比數位轉換特性調整程序所產生。
7. 如請求項5或6所述之異物偵測方法，於上述對感應差值進行高頻濾波的步驟中，係將各感應差值與其相鄰的感應差值比較以獲得差異值。
8. 如請求項5或6所述之異物偵測方法，於上述對該感應差值進行高頻濾波的步驟中，該差異值高於一預設值即為高頻差值並予以保留，而低於頻於該頻率預設值，則為低頻差值即予以濾除。
9. 如請求項7所述之異物偵測方法，於上述對該感應差值進行高頻濾波的步驟中，該差異值高於一預設值即為高頻差值並予以保留，而低於頻於該頻率預設值，則為低頻差值即予以濾除。