TWI493419B - 觸控裝置及其觸控偵測方法 - Google Patents

Description

觸控裝置及其觸控偵測方法

本發明是有關於一種觸控裝置及其觸控偵測方法，且特別是有關於一種執行複合式的觸控偵測方法的觸控裝置。

隨著電子技術的進步，電子產品成為人們生活中不可缺少的重要工具。為了提升電子產品的操控便利性，透過觸控面板來對電子產品進行操作已成為電子產品的主流。因此，準確且快速的偵測出使用者對電子產品所進行的觸控操作，是現階段電子產品的重要課題。

在習知的觸控裝置中，其控制器在進行有觸控事件發生與否時，大多是針對每一個觸控通道或是觸控板間的每一個交錯點進行逐一的掃描。在多點觸碰的需求成為必要的功能的今天，這樣的觸控偵測方式勢必要有程度的加快觸控偵測的掃描頻率方能完成。然而，在觸控面板的尺寸也日益增大的今天，觸控偵測的掃描頻率必須要更為向上提升，如此一來，如了增加了觸控點偵測的計算上的複雜度外，同時也可能產生觸控點的漏偵測的現 象。因此，如何在有限的資源下，有效提升觸控偵測的精準度，成為本領域設計者的重要課題。

本發明提供一種觸控面板以及其所使用的觸控偵測方法，在不增加掃描頻率的情況下，更有效的進行多點觸碰的偵測。

本發明的觸控偵測方法，適用於觸控面板，其中的觸控面板具有多數條觸控行以及多數條觸控列。觸控偵測方法的步驟包括：交錯的針對觸控面板執行互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測，並分別獲得互容式偵測結果以及自容式偵測結果，接著，再針對互容式偵測結果以及自容式偵測結果進行運算以獲得觸控面板上的至少一觸控點的位置資訊。

在本發明的一實施例中，上述的觸控偵測方法，其中的執行互容式觸控偵測的步驟包括設定觸控行或觸控列為多數條驅動通道，並設定未設定為驅動通道的觸控行或觸控列為多數條偵測通道，接著，分別依序對驅動通道提供驅動信號，並分別依序透過偵測通道獲取多數個互容電容變化，再依據互容電容變化來產生互容式偵測結果。依序針對觸控行以及觸控列的電容變化進行量測，並藉以獲得多數個自容電容變化，並依據自容電容變化來產生自容式偵測結果。

在本發明的一實施例中，觸控偵測方法更包括：當互容式觸控偵測執行結束後，判斷互容式偵測結果中所包括的多數個 互容電容變化的絕對值是否皆未落在無效偵測區間中，若互容電容變化的絕對值皆未落在無效偵測區間中，則繼續執行互容式觸控偵測，若互容電容變化的絕對值的至少其中之一落在無效偵測區間中，則執行自容式觸控偵測。

在本發明的一實施例中，觸控偵測方法更包括：當該互容式觸控偵測執行結束後，判斷互容式偵測結果中所包括的多數個互容電容變化的絕對值是否皆未落在無效偵測區間中，並針測觸控面板上的觸控點的個數是否為1，若互容電容變化的絕對值皆未落在無效偵測區間中且觸控點的個數不為1時，則繼續執行互容式觸控偵測，若互容電容變化的絕對值的至少其中之一落在無效偵測區間中及/或觸控點的個數為1時，則執行自容式觸控偵測。

在本發明的一實施例中，觸控偵測方法更包括：當自容式觸控偵測執行結束後，偵測觸控面板上的觸控點的個數是否為1，若觸控面板上的觸控點的個數為1時，持續進行自容式觸控偵測，若觸控面板上的觸控點的個數不為1時，進行互容式觸控偵測。

本發明的觸控裝置包括觸控面板以及控制器。觸控面板具有多數條觸控行以及多數條觸控列。控制器耦接觸控面，控制器交錯的針對觸控面板執行互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測，並分別獲得互容式偵測結果以及自容式偵測結果，再針對互容是偵測結果以及自容式偵測結果進行運算以獲得觸控面板上的至少一觸控點的位置資訊。

基於上述，本發明透過交換執行互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測，來對觸控面板上的觸控點進行交叉式的偵測。如此一來，發生在觸控面板上的多種可能的觸控點的狀態可以在混合互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測的方式下得到最好的偵測，使觸控裝置所提供的觸控動作可以更為精確，提升所屬系統的效益。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

S110~S130、S510~S530、S610~S640‧‧‧觸控偵測的步驟

200、300、710‧‧‧觸控面板

X1~X3‧‧‧觸控行

Y1~Y3‧‧‧觸控列

210、310‧‧‧區域

CM1、CM2‧‧‧互容電容

CS1、CS2‧‧‧自容電容

Chmg、CFD、CFS、CF‧‧‧電容

FING‧‧‧手指

GND‧‧‧接地端

T1‧‧‧觸控板

ZD‧‧‧無效偵測區間

410、420‧‧‧曲線

720‧‧‧控制器

圖1繪示本發明一實施例的觸控偵測方法的流程示意圖。

圖2A~圖2C繪示本發明實施例的互容式觸控偵測的實施方式示意圖。

圖3A~圖3C繪示本發明實施例的自容式觸控偵測的實施方式示意圖。

圖4A及4B會視本發明實施例的電容變化的示意圖。

圖5繪示本發明另一實施例的觸控偵測方法的流程圖。

圖6繪示本發明再一實施例的觸控偵測方法的流程圖。

圖7繪示本發明實施例的觸控裝置700的示意圖。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的觸控偵測方法的流程示意圖。本實施例的觸控偵測方法適用於觸控面板。觸控偵測方法的步驟包括：在步驟S110中，對觸控面板執行互容式觸控偵測，接著，再於步驟S120中，針對觸控面板執行自容式觸控偵測。步驟S110以及步驟S120中所進行的互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測則分別獲得的互容式偵測結果以及自容式偵測結果。在步驟S130中，則針對步驟S110及S120所分別產生的互容式偵測結果以及自容式偵測結果來進行運算，以獲得觸控面板上所發生的一個或多個的觸控點的位置資訊。

值得注意的是，步驟S110及S120所執行的互容式觸控偵測以及自互容式觸控偵測是交錯的且持續的被執行的。而持續產生的互容式偵測結果以及自容式偵測結果則即時的提供以執行步驟S130，並即時的判斷出觸控面板上所發生的最新的觸控點的狀態。

具體來說明，本實施例所提出的觸控偵測方法先對觸控面板進行互容式觸控偵測來獲得大部分觸控點的位置資訊，而針對較不易判讀出的觸控點的位置資訊，則透過自容式觸控偵測來準確的偵測出不易判讀出的觸控點的位置資訊。上述的不易判讀出的觸控點的位置資訊可以是因為使用者與觸控面板間的共地狀況不良所產生的。

關於本實施例的互容式觸控偵測的偵測方式，請參照圖2A~圖2C。圖2A~圖2C繪示本發明實施例的互容式觸控偵測的實 施方式示意圖。在圖2A中，觸控面板200包括依陣列形狀排列的多個觸控板T1，並形成多個觸控行X1~X3以及觸控列Y1~Y3。在執行互容式觸控偵測時，觸控行X1~X3及觸控列Y1~Y3可以分別被設定為多個驅動通道以及多個偵測通道。或者，觸控行X1~X3及觸控列Y1~Y3可以分別被設定為多個偵測通道以及多個驅動通道。以觸控列Y1~Y3被設定為多個驅動通道為範例，觸控行X1~X3則被設定為多個偵測通道。而作為驅動通道的觸控列Y1~Y3則分別的被提供驅動信號，而作為偵測通道的觸控行X1~X3則提供作為獲得被提供驅動信號的驅動通道及偵測通道間的互容電容變化的管道。

以提供驅動信號至觸控列Y1為範例，透過觸控行X1作為偵測通道，可以獲取區域210中的互容電容變化。而透過觸控行X1所獲取的互容電容變化，則可以得知區域210是否有發生被觸控的現象。

以下請參照圖2B以及圖2C，在圖2B中，在區域210未發生被觸控的現象時，作為驅動通道的觸控列Y1以及作為偵測通道的觸控行X1間具有互容電容CM1，而觸控行X1與接地端GND間則具有電容CSX。在圖2C中，手指FING觸碰到觸控列Y1以及X1時(區域210)，手指FING上的電容Chmg、手指FING與的觸控列Y1間所產生的電容CFD以及手指FING與的觸控列X1間所產生的電容CFS會改變觸控列Y1以及作為偵測通道的觸控行X1間具有互容電容CM2。其中，互容電容CM2的電容值會小於 互容電容CM1的電容值。

此外，前述所謂的共地現象即是指手指FING中的電容Chmg所連接的接地端GND與觸控行X1透過電容CSX耦接至的接地端GND間的電位是否一致。例如使用者將觸控面板放置於桌面上，而使用者站在地面上的狀況下，手指FING中的電容Chmg所連接的接地端GND是透過使用者的身體才耦接到接地端的，這樣的情況會使的手指FING與觸控面板間發生共地不良好的情況。當發生手指FING與觸控面板間發生共地不良好的情況時，因手指FING觸碰到觸控面板所產生的互容電容變化會大幅的降低，而致使觸碰點不易被有效判斷出來的問題。

關於本實施例的自容式觸控偵測的偵測方式，請參照圖3A~圖3C。圖3A~圖3C繪示本發明實施例的自容式觸控偵測的實施方式示意圖。在圖3A中，觸控面板300同樣包括依陣列形狀排列的多個觸控板T1，並形成多個觸控行X1~X3以及觸空列Y1~Y3。當對進行觸控面板300進行自容式觸控偵測時，可依序針對觸控行X1~X3以及觸控列Y1~Y3的電容變化進行量測，並藉以獲得多數個自容電容變化。以量測觸控行X2的電容變化為範例，透過量測觸控行X2的自容電容變化，可以獲知區域310的被觸控狀態。以下請參照圖3B及圖3C，在圖3B中，當區域310未發生被觸控狀態時，觸控行X2透過自容電容CS1耦接至接地端GND。在圖3C中，當區域310發生被手指FING觸控的狀態，手指FING與觸控行X2間的電容CF以及手指FING的電容Chmg 使觸控行X2改變透過自容電容CS2耦接至接地端GND。

由上述說明可以清楚得知，透過偵測每個觸控行及每個觸控列的自容電容的變化狀況，就可以得知觸控點的位置資訊。

以下請參照圖4A及4B，圖4A及4B會視本發明實施例的電容變化的示意圖。在圖4A中，曲線410的電容變化的最大值超出無效偵測區間ZD中，表示此時所偵測出的觸控點是可有效被偵測出的觸控點。相對的，曲線420的電容變化的最大值落在無效偵測區間ZD中，表示此時所偵測出的觸控點是不易被偵測出的觸控點。相對的，在圖4B中，電容變化直可以是小於0的，其中，曲線430的電容變化的最大值是小於0，且其絕對值超出無效偵測區間ZD，表示此時所偵測出的觸控點是可有效被偵測出的觸控點。相對的，曲線440的電容變化小於0，且其最大值落在無效偵測區間ZD中，表示此時所偵測出的觸控點是不易被偵測出的觸控點。

值得注意的是，上述關於自容電容以及互容電容的變化的偵測方式，為本領域具通常知識者所熟知的技術，也就是說，習知技術的觸控面板的電容偵測方法皆可應用至本發明。

以下請參照圖5，圖5繪示本發明另一實施例的觸控偵測方法的流程圖。在本實施例中，觸控偵測方法在步驟S510中對觸控面板進行互容式觸控偵測，並在步驟S520中判斷步驟S510所執行的互容式觸控偵測有無發生觸控點不易被偵測出的狀態。也就是說，是否有偵測出至少一個互容電容變化落於無效偵測區間 中。一旦偵測出有發生觸控點不易被偵測出的狀態，則執行步驟S530以對觸控面板執行自容式觸控偵測，若步驟S520無偵測出有發生觸控點不易被偵測出的狀態，則持續執行步驟S510以進行互容式觸控偵測。

由上述說明可以得知，本實施例可以即時選擇並切換觸控偵測方式，以對應實際的狀態選擇出更合適的觸控偵測方式，提升觸控偵測的準確度。

以下請參照圖6圖6繪示本發明再一實施例的觸控偵測方法的流程圖。在本實施例中，觸控偵測方法在步驟S610中對觸控面板進行互容式觸控偵測，並在步驟S620中判斷步驟S610所執行的互容式觸控偵測有無發生觸控點不易被偵測出的狀態，並且，進行觸控面板現階段是否發生單點觸碰的偵測動作。當步驟S620判斷出有發生觸控點不易被偵測出的狀態，則執行步驟S630以對觸控面板進行自容式觸控偵測。或者，若步驟S620判斷出觸控面板上所發生的觸控點的個數等於1的情況下(即發生單點觸碰的偵測動作)，也可以執行步驟S630以對觸控面板進行自容式觸控偵測。相對的，若步驟S620未判斷觸控面板發生單點觸碰的偵測動作，且步驟S610中所執行的互容式觸控偵測無發生觸控點不易被偵測出的狀態，則持續偵測步驟S610。

另外，在完成步驟S630後，本實施例更在步驟S640中再執行一次觸控面板是否發生單點觸碰的偵測動作，一旦步驟S640偵測出觸控面板發生單點觸碰的狀態時，則持續執行步驟 S630以對觸控面板進行自容式觸控偵測。

在本實施例中，當執行互容式觸控偵測時，有發生觸控點不易被偵測出的狀態時，則改利用自容式觸控偵測的方式來進行觸控點的偵測。另外，當觸控面板上發生單點觸控時，也同樣改利用較適合於偵測單點觸控的自容式觸控偵測的方式來進行觸控點的偵測。也就是說，本實施例可以依據觸控面板實際的觸控狀態來選擇利用互容式觸控偵測或是自容式觸控偵測，有效提升觸控點偵測的準確度。

以下請參照圖7，圖7繪示本發明實施例的觸控裝置700的示意圖。觸控裝置700包括觸控面板710以及控制器720。觸控面板700具有多數條觸控行以及多數條觸控列，控制器720耦接觸控面板710。控制器720交錯的針對觸控面板710執行互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測，並分別獲得互容式偵測結果以及自容式偵測結果。控制器720並針對互容式偵測結果以及自容式偵測結果進行運算以獲得觸控面板上710的至少一觸控點的位置資訊。

關於控制器720執行並判斷執行互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測的動作細節，在前述的多個實施例與實施方式均有詳細的說明，以下數不多贅述。

綜上所述，本發明藉由混合互容式觸控偵測以及自容式觸控偵測來因應觸控面板上產生的觸控點的多種可能已進行偵測。如此一來，不論是單點或是多點觸控，就可以藉由本發明實 施例的偵測方式來完成觸控點的偵測動作。另外，對於互容式觸控偵測方式下所產生的不易偵測出的偵測點，也可以透過自容式觸控偵測來偵測得知，有效降低觸控點被漏失的可能。

S110~S130‧‧‧觸控偵測的步驟

Claims (12)

1. 一種觸控偵測方法，適用於一觸控面板，該觸控面板具有多數條觸控行以及多數條觸控列，包括：交錯的針對該觸控面板執行一互容式觸控偵測以及一自容式觸控偵測，並分別獲得一互容式偵測結果以及一自容式偵測結果，其中，依據該互容式偵測結果中所包括的多數個互容電容變化的絕對值有無落在一無效偵測區間以決定是否執行該自容式觸控偵測；以及針對該互容式偵測結果以及該自容式偵測結果進行運算以獲得該觸控面板上的至少一觸控點的位置資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中執行該互容式觸控偵測的步驟包括：設定該些觸控行或該些觸控列為多數條驅動通道，並設定未設定為該些驅動通道的該些觸控行或該些觸控列為多數條偵測通道；分別依序對該些驅動通道提供一驅動信號，並分別依序透過該些偵測通道獲取多數個互容電容變化；以及依據該些互容電容變化來產生該互容式偵測結果。
3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中執行該自容式觸控偵測的步驟包括：依序針對該些觸控行以及該些觸控列的電容變化進行量測，並藉以獲得多數個自容電容變化；以及 依據該些自容電容變化來產生該自容式偵測結果。
4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中依據該互容式偵測結果中所包括的該些互容電容變化的絕對值有無落在該無效偵測區間以決定是否執行該自容式觸控偵測的步驟包括：若該些互容電容變化的絕對值皆未落在該無效偵測區間中，則繼續執行該互容式觸控偵測；以及若該些互容電容變化的絕對值的至少其中之一落在該無效偵測區間中，則執行該自容式觸控偵測。
5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中更包括：當該互容式觸控偵測執行結束後，判斷該互容式偵測結果中所包括的多數個互容電容變化的絕對值是否皆未落在一無效偵測區間中，並針測該觸控面板上的該至少一觸控點的個數是否為1；若該些互容電容變化的絕對值皆未落在該無效偵測區間中，且該至少一觸控點的個數不為1時則繼續執行該互容式觸控偵測；以及若該些互容電容變化的絕對值的至少其中之一落在該無效偵測區間中及/或該至少一觸控點的個數為1時，則執行該自容式觸控偵測。
6. 如申請專利範圍第5項所述的觸控偵測方法，其中更包括：當該自容式觸控偵測執行結束後，偵測該觸控面板上的該至少一觸控點的個數是否為1；若該觸控面板上的該至少一觸控點的個數為1時，持續進行 該自容式觸控偵測；以及若該觸控面板上的該至少一觸控點的個數不為1時，進行該互容式觸控偵測。
7. 一種觸控裝置，包括：一觸控面板，具有多數條觸控行以及多數條觸控列；以及一控制器，耦接該觸控面板，該控制器交錯的針對該觸控面板執行一互容式觸控偵測以及一自容式觸控偵測，並分別獲得一互容式偵測結果以及一自容式偵測結果，再針對該互容式偵測結果以及該自容式偵測結果進行運算以獲得該觸控面板上的至少一觸控點的位置資訊，其中，該控制器依據該互容式偵測結果中所包括的多數個互容電容變化的絕對值有無落在一無效偵測區間以決定是否執行該自容式觸控偵測。
8. 如申請專利範圍第7項所述的觸控裝置，其中該控制器執行該互容式觸控偵測時，設定該些觸控行或該些觸控列為多數條驅動通道，並設定未設定為該些驅動通道的該些觸控行或該些觸控列為多數條偵測通道，該控制器分別依序對該些驅動通道提供一驅動信號，並分別依序透過該些偵測通道獲取多數個互容電容變化，該控制器再依據該些互容電容變化來產生該互容式偵測結果。
9. 如申請專利範圍第7項所述的觸控裝置，其中執行該自容式觸控偵測時，該控制器依序針對該些觸控行以及該些觸控列的 電容變化進行量測，並藉以獲得多數個自容電容變化，該控制器且依據該些自容電容變化來產生該自容式偵測結果。
10. 如申請專利範圍第7項所述的觸控裝置，其中該控制器在當該互容式觸控偵測執行結束後，更判斷該互容式偵測結果中所包括的多數個互容電容變化的絕對值是否皆未落在一無效偵測區間中，若該些互容電容變化的絕對值皆未落在該無效偵測區間中，該控制器則繼續執行該互容式觸控偵測，若該些互容電容變化的絕對值的至少其中之一落在該無效偵測區間中，該控制器則執行該自容式觸控偵測。
11. 如申請專利範圍第7項所述的觸控裝置，其中該控制器在當該互容式觸控偵測執行結束後，該控制器判斷該互容式偵測結果中所包括的該些互容電容變化的絕對值是否皆未落在該無效偵測區間中，該控制器並針測該觸控面板上的該至少一觸控點的個數是否為1，若該些互容電容變化的絕對值皆未落在該無效偵測區間中，且該至少一觸控點的個數不為1時則該控制器繼續執行該互容式觸控偵測，若該些互容電容變化的絕對值的至少其中之一落在該無效偵測區間中及/或該至少一觸控點的個數為1時，該控制器則執行該自容式觸控偵測。
12. 如申請專利範圍第11項所述的觸控裝置，其中當該自容式觸控偵測執行結束後，該控制器針測該觸控面板上的該至少一觸控點的個數是否為1，若該觸控面板上的該至少一觸控點的個數為1時，該控制器持續進行該自容式觸控偵測，若該觸控面板上 的該至少一觸控點的個數不為1時，該控制器進行該互容式觸控偵測。