TWI524253B - 觸控偵測裝置及系統與其觸控偵測方法 - Google Patents

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Description

觸控偵測裝置及系統與其觸控偵測方法
本發明係關於觸控技術，特別係關於減少將導電液體誤判為觸控訊號的觸控技術。
觸控面板與螢幕是現代行動裝置的重要人機介面之一。現代行動裝置可能需要在室外或潮濕的地方進行操作，因此觸控面板或螢幕上可能會沾染水或其他導電液體。這些導電液體的大小與形狀不定，對於觸控偵測所造成的結果也不一定。
在傳統的互電容式觸控技術當中，諸如手指或觸控筆之類的外部導電物件，在接觸或靠近觸控面板或螢幕時，會帶走驅動電壓的部分電荷，導致感測電極所量測到的電壓下降。然而，導電液體並沒有接觸外部的地面，其分布的大小與形狀不定。在某些情況下會造成感測電極所量測的電壓上升，與手指所造成的效應不同。但是在另一些情況下，同樣會造成感測電極所量測的電壓下降，會將導電液體誤判是外部導電物體。
總上所述，需要能夠分辨出導電液體與外部導電物體的偵測方法與裝置。
在一實施例中，提供一種觸控偵測方法，適用於一觸控面板 或螢幕。該方法包含：將一感測電極設為浮動電位；在該感測電極設為浮動電位之後，將至少一非感測的感測電極設為一感測高電壓；開始量測該感測電極的電壓；將該感測電極設為接地電位並停止量測；以及比較該感測電極所量測到的電壓與一基準值，用於判斷該感測電極附近是否有外部導電物體靠近或接觸該觸控面板或螢幕。
在另一實施例中，提供一種觸控處理裝置，適用於一觸控面板或螢幕，用於執行上述步驟。
在更一實施例中，提供一種觸控系統，包含一觸控面板或螢幕；以及一種觸控處理裝置，用於執行上述步驟。
100‧‧‧觸控系統
110‧‧‧觸控面板或螢幕
120‧‧‧處理裝置
132‧‧‧驅動電極連接線
134‧‧‧感測電極連接線
136‧‧‧虛擬墊連接線
610~690‧‧‧步驟
710~780‧‧‧步驟
第一圖為根據本發明實施例的一觸控系統100的示意圖。
第二圖為根據本發明實施例之偵測導電液體的波形示意圖。
第三圖為根據本發明另一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。
第四圖為根據本發明另一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。
第五圖為根據本發明另一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。
第六圖為根據本發明一實施例的一觸控偵測方法之一流程示意圖。
第七圖為根據本發明另一實施例的一觸控偵測方法之一流程示意圖。
本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。
請參考第一圖所示，其為根據本發明一實施例的一觸控系統100的一示意圖。此觸控系統100至少包含一觸控螢幕或觸控面板110與一處理裝置120。該觸控螢幕或面板110之上包含有複數條驅動電極與複數條感測電極。處理裝置120透過複數條驅動電極連接線132以連接驅動電極，以及透過複數條感測電極連接線134以連接感測電極。本項技藝的普通技術人員可以理解到，各個驅動電極與其連接線132可以是一對一的關係，也可以是多對一的關係。同樣地，各個感測電極與其連接線134可以是一對一的關係，也可以是多對一的關係。本發明並不對其做出限制。
在某些實施例中，該觸控螢幕或面板110之上還可以包含有複數個虛擬墊(dummy pad)或虛擬線(dummy trace)。在某些實施例當中，這些虛擬墊是電性耦合在一起，透過一條虛擬墊連接線136連接到處理裝置120。在另些實施例當中，這些虛擬墊可以分成多個區塊或線段分別電性耦合，並且透過多條虛擬墊連接線136連接到處理裝置120。
本項技藝的普通技術人員可以理解到，關於觸控螢幕或面板110之上的驅動電極、感測電極、以及虛擬墊有許多種排列方式，本發明並 不對其進行限定。舉例來說，至少可以參考友達光電股份有限公司所申請的I378377號專利，名稱為「電容式觸控面板及其製作方法」。當中的圖2A到圖3D均可作為本案的參考。
請參考第二圖所示，其為根據本發明一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。橫軸表示時間，縱軸則分別表示某一感測電極、某一驅動電極、虛擬墊、與非感測的感測電極之電壓。在橫軸上有兩個時間點，分別表示該感測電極被處理裝置120設為浮動電位的時間點，以及該感測電極被處理裝置120設為接地電位的時間點。要注意的是，第二圖所示的電位與時間的關係僅僅是為了方便說明之用，其比例關係未必是正確無誤的。
如第二圖所示，在對該感測電極與該驅動電極之交會點進行導電液體的偵測之前，先將該交會點附近的虛擬墊的電壓提高到一虛擬墊高電壓。接著，令感測電極的電位浮動。隨後，將驅動電極的電壓提高到一驅動電壓，並且將虛擬墊的電壓降低。要注意的是，本發明並未限定驅動電極之電壓提高到驅動電位與虛擬墊之電壓降低到接地電位的先後順序。待一段時間，等到各個電極之間的電荷達成平衡之後，才進行電壓轉換的動作，亦即開始對感測電極進行量測。直到結束量測之後，驅動電極的電壓也降低到接地電位。當量測到的該感測電極之電壓值與一基準值進行比較，判斷是否有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。如同先前技術中提到的，當如手指之類的外部導電物體靠近或接觸到該感測電極時，一般來說，會造成感測電極的電壓下降到上述的基準值。當導電液體存在的話，感測電極的電壓可能會上升或下降。若造成電壓下降的話，則電壓也不會下降那麼多。因此，當量測到的電壓值低於或等於該基準值時，即 可以判斷出有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極；反之，則可能有導電液體存在。
在一實施例中，上述驅動電極所提高的驅動電壓要大於虛擬墊所提高的虛擬墊高電壓。在另一實施例中，該虛擬墊的電位可以降低到接地電位。
請參考第三圖所示，其為根據本發明另一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。第三圖所示的實施例與第二圖所示的實施例相比，其不同點在於加入了非感測的感測電極。在一實施例中，非進行感測的感測電極包含了進行感測之感測電極隔鄰的單一電極，或是左右隔鄰的兩個電極。在另一實施例中，非進行感測的感測電極包含了進行感測之感測電極隔鄰的多個電極。
如第三圖所示，在驅動電極的電位拉高到驅動電壓之後，非感測的感測電極的電位也隨之拉高到感測高電壓，直到量測結束為止。當量測到的該感測電極之電壓值與一基準值進行比較，判斷是否有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。如同先前技術中提到的，當如手指之類的外部導電物體靠近或接觸到該感測電極時，一般來說，會造成感測電極的電壓下降到上述的基準值。當導電液體存在的話，感測電極的電壓可能會上升或下降。若造成電壓下降的話，則電壓也不會下降那麼多。因此，當量測到的電壓值低於或等於該基準值時，即可以判斷出有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極；反之，則可能有導電液體存在。
在一實施例中，上述驅動電極所提高的驅動電壓要大於非感測的感測電極所提高的感測高電壓。在另一實施例中，該虛擬墊所提高的 虛擬墊高電壓可以等於非感測的感測電極所提高的感測高電壓。在更一實施例中，虛擬墊所設的虛擬墊高電壓要大於非感測的感測電極所設的感測高電壓，但本發明並不限於此。
請參考第四圖所示，其為根據本發明另一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。當用於偵測的感測電極設在浮動電位之前，可以令虛擬墊的電位設在某一電壓，該電壓可以是接地電壓或是比非感測的感測電極稍後所設定的感測高電壓還低。當用於偵測的感測電極設在浮動電位之後，非感測的感測電極可以設在一固定的感測高電壓，直到結束感測為止。當量測到的該感測電極之電壓值與一基準值進行比較，判斷是否有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。如同先前技術中提到的，當如手指之類的外部導電物體靠近或接觸到該感測電極時，一般來說，會造成感測電極的電壓下降到上述的基準值。當導電液體存在的話，感測電極的電壓可能會上升或下降。若造成電壓下降的話，則電壓也不會下降那麼多。因此，當量測到的電壓值低於或等於該基準值時，即可以判斷出有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極；反之，則可能有導電液體存在。
請參考第五圖所示，其為根據本發明另一實施例之偵測導電液體的波形示意圖。當用於偵測的感測電極設在浮動電位之前，可以令虛擬墊的電位設在某一電壓，該電壓可以是接地電壓或是比驅動電極與非感測的感測電極稍後所設定的感測高電壓還低。當用於偵測的感測電極設在浮動電位之後，驅動電極與非感測的感測電極可以設在一固定電壓，比方說非感測的感測電極可以設為感測高電壓，而驅動電極設為驅動電壓。待一段時間，等到各個電極之間的電荷達成平衡之後，才進行電壓轉換的動 作，亦即開始對感測電極進行量測，直到結束感測為止。本發明並不限定驅動電極的驅動電壓與非感測的感測電極的感測高電壓設定之先後順序，也不限定驅動電壓與感測高電壓的大小。在一實施例中，上述驅動電極所提高的驅動電壓要大於非感測的感測電極所提高的感測高電壓。
當量測到的該感測電極之電壓值與一基準值進行比較，判斷是否有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。如同先前技術中提到的，當如手指之類的外部導電物體靠近或接觸到該感測電極時，一般來說，會造成感測電極的電壓下降到上述的基準值。當導電液體存在的話，感測電極的電壓可能會上升或下降。若造成電壓下降的話，則電壓也不會下降那麼多。因此，當量測到的電壓值低於或等於該基準值時，即可以判斷出有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極；反之，則可能有導電液體存在。
請參考第六圖所示，其為根據本發明一實施例的一觸控偵測方法之一流程示意圖。該方法可以由第一圖所示的處理裝置120所實施於一觸控系統100，其還可以參考第二圖與第三圖所示的實施例，該方法包含以下步驟：
步驟610：將至少一虛擬墊設為一虛擬墊高電壓。在某一範例中，驅動電極與非感測的感測電極的電壓分別應低於一驅動電壓與感測高電壓。
步驟620：在該至少一虛擬墊設為該虛擬墊高電壓之後，將該至少一虛擬墊附近的一感測電極設為浮動電位。
步驟630：在該感測電極設為浮動電位之後，將該至少一虛擬墊設為一接地電壓以及將一驅動電極設為驅動電壓，其中該虛擬墊高電 壓高於該接地電壓。
可選的步驟640：在該感測電極設為浮動電位之後，將至少一非感測的感測電極設為感測高電壓。
步驟650：待一段時間之後，開始量測該感測電極的電壓。
步驟660：將該感測電極設為接地電位並停止量測。
步驟670：將該該感測電極所量測到的電壓與一基準值進行比較，用於判斷是否有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。當該感測電極所量測到的電壓低於或等於該基準值時，前往步驟680；否則，前往步驟690。
步驟680：判斷有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。
步驟690：判斷有導電液體存在。
請參考第七圖所示，其為根據本發明一實施例的一觸控偵測方法之一流程示意圖。該方法可以由第一圖所示的處理裝置120所實施於一觸控系統100，其還可以參考第四圖與第五圖所示的實施例，該方法包含以下步驟：
步驟710：將一感測電極設為浮動電位。在一範例中，如第四圖的實施例，設定該驅動電極的電位低於感測高電壓與驅動電壓。在另一範例中，如第五圖的實施例，設定該虛擬墊的電位低於感測高電壓與驅動電壓。
步驟720：在該感測電極設為浮動電位之後，將至少一非感測的感測電極設為感測高電壓。
可選的步驟730：在該感測電極設為浮動電位之後，將一驅 動電極設為驅動電壓。
步驟740：待一段時間之後，開始量測該感測電極的電壓。
步驟750：將該感測電極設為接地電位並停止量測。
步驟760：將該該感測電極所量測到的電壓與一基準值進行比較，用於判斷是否有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。當該感測電極所量測到的電壓低於或等於該基準值時，前往步驟770；否則，前往步驟780。
步驟770：判斷有外部導電物體靠近或接觸到該感測電極。
步驟780：判斷有導電液體存在。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範圍。
710~780‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種觸控偵測方法，適用於一觸控面板或螢幕，包含：將一感測電極設為浮動電位；在該感測電極設為浮動電位之後，將至少一非感測的感測電極設為一感測高電壓；開始量測該感測電極的電壓；將該感測電極設為接地電位並停止量測；以及比較該感測電極所量測到的電壓與一基準值，用於判斷該感測電極附近是否有外部導電物體靠近或接觸該觸控面板或螢幕。
  2. 如申請專利範圍第1項的觸控偵測方法，更包含：在該感測電極設為浮動電位之後，將一驅動電極設為一驅動電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項的觸控偵測方法，其中該驅動電壓大於該感測高電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項的觸控偵測方法，其中當該感測電極所量測到的電壓小於該基準值時，判斷該感測電極附近有外部導電物體靠近或接觸該觸控面板或螢幕。
  5. 如申請專利範圍第1項的觸控偵測方法，其中當該感測電極所量測到的電 壓大於該基準值時，判斷該感測電極附近有導電液體接觸該觸控面板或螢幕。
  6. 如申請專利範圍第2項的觸控偵測方法，更包含：在該感測電極設為浮動電位之前，設定該驅動電極的電位低於該感測高電壓與該驅動電壓。
  7. 如申請專利範圍第2項的觸控偵測方法，更包含：設定該感測電極附近的至少一虛擬墊的電位低於該感測高電壓與該驅動電壓。
  8. 一種觸控處理裝置，適用於一觸控面板或螢幕，用於執行下列步驟：將一感測電極設為浮動電位；在該感測電極設為浮動電位之後，將至少一非感測的感測電極設為一感測高電壓；開始量測該感測電極的電壓；將該感測電極設為接地電位並停止量測；以及比較該感測電極所量測到的電壓與一基準值，用於判斷該感測電極附近是否有外部導電物體靠近或接觸該觸控面板或螢幕。
  9. 如申請專利範圍第8項的觸控處理裝置，更用於：在該感測電極設為浮動電位之後，將一驅動電極設為一驅動電壓。
  10. 如申請專利範圍第9項的觸控處理裝置，其中該驅動電壓大於該感測高電壓。
  11. 如申請專利範圍第8項的觸控處理裝置，其中當該感測電極所量測到的電壓小於該基準值時，判斷該感測電極附近有外部導電物體靠近或接觸該觸控面板或螢幕。
  12. 如申請專利範圍第8項的觸控處理裝置，其中當該感測電極所量測到的電壓大於該基準值時，判斷該感測電極附近有導電液體接觸該觸控面板或螢幕。
  13. 如申請專利範圍第8項的觸控處理裝置，更用於：在該感測電極設為浮動電位之前，設定該驅動電極的電位低於該感測高電壓與該驅動電壓。
  14. 如申請專利範圍第8項的觸控處理裝置，更用於：設定該感測電極附近的至少一虛擬墊的電位低於該感測高電壓與該驅動電壓。
  15. 一種觸控系統，包含：一觸控面板或螢幕；以及一觸控處理裝置，用於執行下列步驟： 將一感測電極設為浮動電位；在該感測電極設為浮動電位之後，將至少一非感測的感測電極設為一感測高電壓；開始量測該感測電極的電壓；將該感測電極設為接地電位並停止量測；以及比較該感測電極所量測到的電壓與一基準值，用於判斷該感測電極附近是否有外部導電物體靠近或接觸該觸控面板或螢幕。
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