TWI507936B - 觸控面板及其校正裝置 - Google Patents

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Description

觸控面板及其校正裝置
本發明與觸控系統相關，尤其與用以校正觸控面板之感應結果的技術相關。
隨著科技日益進步，近年來各種電子產品的操作介面都愈來愈人性化。舉例而言，透過觸控螢幕，使用者可直接以手指或觸控筆在螢幕上操作程式、輸入訊息/文字/圖樣，省去使用鍵盤或按鍵等輸入裝置的麻煩。實際上，觸控螢幕通常係由一感應面板及設置於感應面板後方的顯示器組成。電子裝置係根據使用者在感應面板上所觸碰的位置，以及當時顯示器所呈現的畫面，來判斷該次觸碰的意涵，並執行相對應的操作結果。
現有的觸控技術大致分為電阻式、電容式、電磁感應式、超音波式以及光學式幾類。無論是哪一種觸控面板，使用者的實際觸碰位置和電子裝置判定的觸碰發生位置或多或少存在差異。偵測誤差可能會導致電子裝置誤判使用者的觸碰意圖，進而引發錯誤的操作結果，校正機制因此是必要的。
現行的校正方式大多是建立一查找表，於其中儲存各種可能的感應結果及其相對應的校正結果。以感應結果為X/Y二維座標的情況為例，若感應結果有N種X/Y組合的可能性，查找表中即須儲存N組校正前二維座標(X/Y)及其各自對應的校正後二維座標(X”/Y”)總共N組。這種做法的主要缺點在於需要龐大的記憶體空間。電子產品提供的觸控面積愈大，傳統校正方式所需要的記憶體空間也必須隨之上升，造成硬體成本的增加。
為解決上述問題，本發明提出新的觸控面板及其校正裝置、校正方法。藉由找出兩個校正後座標之間的關連性，並將該關聯性歸納為數學運算式，根據本發明之校正裝置及校正方法只需要查找一個校正後座標，便可利用運算式計算出另一校正後座標。因此，根據本發明之校正裝置及校正方法所需要的查找表遠小於先前技術所使用的查找表，進而減少觸控系統的硬體成本。
根據本發明之一具體實施例為一種觸控面板校正裝置，用以校正一觸碰發生位置所對應之一第一座標及一第二座標，其中包含一記憶體與一控制器。該記憶體中係用以儲存一查找表。該查找表中儲存有複數個校正後座標。該控制器係用以根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標，並將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。
根據本發明之另一具體實施例為一種觸控系統，其中包含一感應模組、一記憶體與一控制器。該感應模組係用以決定一觸碰發生位置所對應之一第一座標及一第二座標。該記憶體中係用以儲存一查找表。該查找表中儲存有複數個校正後座標。該控制器係用以根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標，並將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。
根據本發明之另一具體實施例為一種用以配合一觸控面板及一記憶體之校正方法。回應於一使用者觸碰，該觸控面板產生一第一座標及一第二座標。該記憶體中儲存有一座標查找表。該座標查找表中儲存有複數個校正後座標。該校正方法首先執行一查找步驟，根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標。隨後，該校正方法執行一運算步驟，將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。
根據本發明之另一具體實施例為一種觸控面板校正裝置，用以校正一觸碰發生位置所對應之一第一座標，其中包含一記憶體與一控制器。該記憶體係用以儲存一座標查找表。該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍。該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量。該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量。該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。該控制器首先判斷該第一座標係對應於該第一查找範圍或該第二查找範圍。若該第一座標係對應於該第一查找範圍，該控制器自該第一查找範圍中選擇用以取代該第一座標之一校正後第一座標。若該第一座標係對應於該第二查找範圍，該控制器自該第二查找範圍中選擇該校正後第一座標。
根據本發明之另一具體實施例為一種用以配合一觸控面板及一記憶體之校正方法。回應於一使用者觸碰，該觸控面板產生一第一座標。該記憶體中儲存有一座標查找表。該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍。該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量。該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量。該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。該校正方法首先執行一判斷步驟，判斷該第一座標係對應於該第一查找範圍或該第二查找範圍。隨後，該校正方法執行一選擇步驟。若該第一座標係對應於該第一查找範圍，即自該第一查找範圍中選擇用以取代該第一座標之一校正後第一座標。若該第一座標係對應於該第二查找範圍，則自該第二查找範圍中選擇該校正後第一座標。
關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
100‧‧‧校正裝置
12‧‧‧記憶體
14‧‧‧控制器
200‧‧‧觸控面板
12A‧‧‧座標查找表
12B‧‧‧參數查找表
16‧‧‧判斷模組
S41~S42‧‧‧流程步驟
圖一為根據本發明之一實施例中的的觸控面板校正裝置 之功能方塊圖。
圖二為根據本發明之校正裝置進一步包含一判斷模組的範例。
圖三係用以說明資料密度不同的查找範圍之分布。
圖四為根據本發明之校正方法的流程圖。
根據本發明之一實施例為一觸控面板校正裝置，其功能方塊圖如圖一所示。校正裝置100包含記憶體12和控制器14。實務上，校正裝置100可被整合在觸控面板200所屬的電子系統中，亦可獨立於該電子系統之外。於此實施例中，使用者施加於觸控面板200的觸碰點之位置可利用兩個座標值(後稱第一座標、第二座標)表示，例如但不限於二維平面座標X/Y。以下說明主要以第一座標為X座標而第二座標為Y座標的情況為例。
如本發明所屬技術領域中具有通常知識者可理解的，校正前座標和校正後座標的對應關係能夠經由實驗被預先量測、歸納，做為校正的參考依據。本發明之部分精神在於：以一函式描述校正後第一座標X”、校正後第二座標Y”與校正前第一座標X及校正前第二座標Y兩者其一之間之對應關係。於一實施例中，校正裝置100的設計者利用拉格朗日(Lagrangian)演算法找出最貼近校正後第一座標X”、校正後第二座標Y”以及校正前第二座標Y之相對關係的擬合曲線(fitting curve)，並以函式表現該曲線。須說明的是，拉格朗日演算法找出的函式未必能在特定座標範圍內準確描述校正後第一座標X”、校正後第二座標Y”以及校正前第二座標Y的相對關係，但可最小化該函式和該相對關係間的誤差。
以電容式觸控面板為例，若觸控面板中若採用不同形狀的電極或是不同的電極配置方式，都可能會改變上述函式。實務上，該函式可能包含不只一個運算式。舉例而言，在某些情況下，校正後第一座標X”與校正後第二座標Y”的關係式可被 歸納為： 其中X”代表校正後第一座標，Y”代表校正後第二座標，Y代表校正前第二座標，而a~f為設計者預先利用拉格朗日演算法找出的一組參數。
於此實施例中，在使用者觸碰觸控面板200後，觸控面板200會將觸碰發生位置的校正前第一座標X及校正前第二座標Y提供給校正裝置100。記憶體12中儲存一個預先建置的座標查找表12A；座標查找表12A中儲存有複數個校正後座標X’。控制器14首先根據校正前第一座標X自座標查找表12A中查找出相對應之一校正後第一座標X”。
隨後，控制器14將校正後第一座標X”及校正前第二座標Y代入一函式，以產生校正後第二座標Y”。以控制器14所採用之函式為式一的情況為例，控制器14會先根據校正後第一座標X”計算出斜率YSLOPE與偏移量YOFFSET，再利用校正前第二座標Y、斜率YSLOPE和偏移量YOFFSET計算出校正後第二座標Y”。
由以上說明可知，校正裝置100只需要查找一個校正後座標，便可利用函式計算出另一校正後座標。相較於將所有可能的X座標/Y座標組合皆建置為查找表內容的先前技術，僅儲存複數個校正後座標X’的座標查找表12A單純許多，因此可大幅減省記憶體空間。
實務上，觸控面板200產生的觸碰點位置座標可能不只兩個(例如觸控表面為球面的情況)。只要其中任兩個校正後座標的相對關係可被歸納為特定函式，皆可應用本發明提出的概念節省記憶體空間。
於實際應用中，校正裝置100的設計者可進一步根據多種不同的觸控情況或是觸控範圍選擇性地調整控制器14所採用之運算式中的參數。舉例而言，當觸控點的大小不同時，最能適切表現校正後第一座標X”與校正後第二座標Y”之相對關係的參數a~f可能會有差異。如圖二所示，於另一實施例中，校正裝置100進一步包含一判斷模組16，用以判斷觸碰發生位置所對應之觸控點尺寸。以電容式觸控面板為例，判斷模組16可根據總電容變化量的大小來判斷觸控點尺寸。相對應地，記憶體12進一步儲存有一參數查找表12B。參數查找表12B中儲存有複數組候選參數。控制器14可根據該觸控點尺寸自該複數組候選參數中找出相對應之一組參數，並將該組參數套用至產生校正後第二座標Y”的函式中。
一般而言，碰觸發生位置愈接近觸控面板200的中央區域，校正前座標與校正後座標間的差異愈小。相對地，碰觸發生位置愈接近觸控面板200的邊緣區域，校正前座標與校正後座標間的差異愈大。有鑑於此，根據本發明之一實施例中的座標查找表12A被設計為包含多個資料密度不同的查找範圍。更明確地說，對應於接近中央區域的查找範圍被設計為具有較低的資料密度，也就是在單位長度的X區段(例如圖三中標示的區段A)內儲存數量較少的校正後座標(例如每隔0.5mm一筆資料)。另一方面，對應於接近邊緣區域的查找範圍被設計為具有較高的資料密度，也就是在單位長度的X區段(例如圖三中標示的區段B)內儲存數量較多的校正後座標(例如每隔0.05mm一筆資料)。
上所述，控制器14可首先判斷觸控面板200提供的校正前第一座標X是屬於哪一個查找範圍，再根據校正前第一座標X至其所屬的查找範圍中選擇校正後第一座標X”。這種做法的好處在於可減少某些查找範圍內的校正後座標數量，進一步減省座標查找表12A佔用的記憶體空間。
根據本發明之另一實施例為具備校正功能的觸控系 統，其中包含一感應模組、一記憶體與一控制器，也就是整合前述校正裝置100及觸控面板200的電子系統。先前在介紹校正裝置100時描述的各種變化皆可應用至此觸控系統，其細節不再贅述。值得注意的是，校正裝置100可配合各種採用不同感應機制的觸控面板200，不以特定感應技術為限。
根據本發明之另一具體實施例為一種用以配合一觸控面板及一記憶體之校正方法，其流程圖如圖四所示。回應於一使用者觸碰，該觸控面板產生一第一座標及一第二座標。該記憶體中儲存有一座標查找表。該座標查找表中儲存有複數個校正後座標。該校正方法首先執行步驟S41，根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標。隨後，該校正方法執行步驟S42，將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。先前在介紹校正裝置100時描述的各種變化亦皆可應用至此校正方法，其細節不再贅述。
根據本發明之另一具體實施例為一種觸控面板校正裝置，用以校正一觸碰發生位置所對應之一第一座標，其中包含一記憶體與一控制器。該記憶體係用以儲存一座標查找表。該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍。該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量。該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量。該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。該控制器首先判斷該第一座標係對應於該第一查找範圍或該第二查找範圍。若該第一座標係對應於該第一查找範圍，該控制器自該第一查找範圍中選擇用以取代該第一座標之一校正後第一座標。若該第一座標係對應於該第二查找範圍，該控制器自該第二查找範圍中選擇該校正後第一座標。
根據本發明之另一具體實施例為一種用以配合一觸控面板及一記憶體之校正方法。回應於一使用者觸碰，該觸控面 板產生一第一座標。該記憶體中儲存有一座標查找表。該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍。該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量。該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量。該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。該校正方法首先執行一判斷步驟，判斷該第一座標係對應於該第一查找範圍或該第二查找範圍。隨後，該校正方法執行一選擇步驟。若該第一座標係對應於該第一查找範圍，即自該第一查找範圍中選擇用以取代該第一座標之一校正後第一座標。若該第一座標係對應於該第二查找範圍，則自該第二查找範圍中選擇該校正後第一座標。
如上所述，本發明提出新的觸控面板及其校正裝置、校正方法。藉由找出兩個校正後座標之間的關連性，並將該關聯性歸納為數學運算式，根據本發明之校正裝置及校正方法只需要查找一個校正後座標，便可利用函式計算出另一校正後座標。因此，根據本發明之校正裝置及校正方法所需要的查找表遠小於先前技術所使用的查找表，進而減少觸控系統的硬體成本。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧校正裝置
12‧‧‧記憶體
12A‧‧‧座標查找表
200‧‧‧觸控面板
14‧‧‧控制器

Claims (14)

  1. 一種觸控面板校正裝置，用以校正一觸碰發生位置所對應之一第一座標及一第二座標，包含：一記憶體，用以儲存一座標查找表，該座標查找表中儲存有複數個校正後座標；以及一控制器，用以根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標，並將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板校正裝置，進一步包含：一判斷模組，用以判斷該觸碰發生位置所對應之一觸控點尺寸；其中該記憶體進一步儲存有一參數查找表，該參數查找表中儲存有複數組候選參數，該控制器根據該觸控點尺寸自該參數查找表中找出相對應之一組參數，並將該組參數套用至該函式。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板校正裝置，其中該函式包含： 其中X”代表該校正後第一座標，a~f為一組利用拉格朗日演算法找出的參數，Y代表該第二座標，Y”代表該校正後第二座標，YSLOPE 代表該第二座標之斜率，以及YOFFSET 代表該第二座標之偏移量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板校正裝置，其中該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍；該第一查找 範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量，該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量；該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。
  5. 一種觸控系統，包含：一感應模組，用以決定一觸碰發生位置所對應之一第一座標及一第二座標；一記憶體，用以儲存一座標查找表，該座標查找表中儲存有複數個校正後座標；以及一控制器，用以根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標，並將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控系統，進一步包含：一判斷模組，用以判斷該觸碰發生位置所對應之一觸控點尺寸；其中該記憶體進一步儲存有一參數查找表，該參數查找表中儲存有複數組候選參數，該控制器根據該觸控點尺寸自該參數查找表中找出相對應之一組參數，並將該組參數套用至該函式。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之觸控系統，其中該函式包含： 其中X”代表該校正後第一座標，a~f代表一組利用拉格朗日演算法找出的參數，Y代表該第二座標，Y”代表該校正後第二座標，YSLOPE 代表該第二座標之斜率，以及YOFFSET 代表該第二座標之偏移量。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之觸控系統，其中該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍；該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量，該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量；該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。
  9. 一種用以配合一觸控面板及一記憶體之校正方法，回應於一使用者觸碰，該觸控面板產生一第一座標及一第二座標，該記憶體中儲存有一座標查找表，該座標查找表中儲存有複數個校正後座標，該校正方法包含：(a)根據該第一座標自該座標查找表中查找出相對應之一校正後第一座標；以及(b)將該校正後第一座標及該第二座標代入一函式，以產生對應於該第二座標之一校正後第二座標。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之校正方法，其中該記憶體進一步儲存有一參數查找表，該參數查找表中儲存有複數組候選參數；該校正方法於步驟(b)之前進一步包含：判斷該觸碰發生位置所對應之一觸控點尺寸；根據該觸控點尺寸自該參數查找表中找出相對應之一組參數；以及將該組參數套用至該函式。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之校正方法，其中該函式包含： 其中X”代表該校正後第一座標，a~f為一組利用拉格朗日演算法找出的參數，Y代表該第二座標，Y”代表該校正後第二座標，YSLOPE 代表該第二座標之斜率，以及YOFFSET 代表該第二座標之偏移量。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之校正方法，其中該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍；該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量，該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量；該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量。
  13. 一種觸控面板校正裝置，用以校正一觸碰發生位置所對應之一第一座標，包含：一記憶體，用以儲存一座標查找表，該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍；該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量，該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量；該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量；以及一控制器，首先判斷該第一座標係對應於該第一查找範圍或該第二查找範圍；若該第一座標係對應於該第一查找範圍，該控制器自該第一查找範圍中選擇用以取代該第一座標之一校正後第一座標；若該第一座標係對應於該第二查找範圍，該控制器自該第二查找範圍中選擇該校正後第一座標。
  14. 一種用以配合一觸控面板及一記憶體之校正方法，回應於一使用者觸碰，該觸控面板產生一第一座標，該記憶體中儲存有一座標查找表，該座標查找表包含一第一查找範圍與一第二查找範圍；該第一查找範圍於一單位長度內具有一第一校正後座標數量，該第二查找範圍於該單位長度內具有一第二校正後座標數量；該第一校正後座標數量不同於該第二校正後座標數量，該校 正方法包含：判斷該第一座標係對應於該第一查找範圍或該第二查找範圍；若該第一座標係對應於該第一查找範圍，自該第一查找範圍中選擇用以取代該第一座標之一校正後第一座標；以及若該第一座標係對應於該第二查找範圍，自該第二查找範圍中選擇該校正後第一座標。
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