TWI530856B - 電容式感測裝置及其方法 - Google Patents

Description

電容式感測裝置及其方法

本發明是關於一種電容式感測技術，特別是關於能減少瞬變環境影響之電容式感測裝置及其背景雜訊更新方法。

為了提升使用上的便利性，越來越多電子裝置使用觸控螢幕(touch screen)作為操作介面，以讓使用者直接在觸控螢幕上點選畫面來進行操作，藉此提供更為便捷且人性化的操作模式。觸控螢幕主要由提供顯示功能之顯示器以及提供觸控功能之感測裝置所組成。

感測裝置依照構造和感測形式的不同可區分為：電阻式感測裝置、電容式感測裝置、音波式感測裝置、光學式(紅外線)感測裝置、電磁式感測裝置。其中，電容式感測裝置不需要應力應變的材料變形、較不受外界環境光線影響，且製程也較簡單，因此近期的觸控螢幕多是採用電容式感測裝置。

電容式感測裝置具有由X電極與Y電極所定義的矩陣式感測節點。當使用者操作電容式感測裝置時，對應的感測節點的電容量會隨使用者操作而發生變化，以供電容式感測裝置判定觸碰動作的發生。然而，當電容式感測裝置的使用環境大幅變化(如，溫度大幅變化)時， 電容式感測裝置的電容值會隨著溫度而上升或下降，以致會電容式感測裝置誤判為觸控動作。因此，如何有效地偵測電容量變化，以提升電容式感測裝置之性能乃為業界不斷致力研發的方向之一。

在一實施例中，一種電容式感測裝置的背景雜訊更新方法包括：偵測複數感測點中之複數參考點的當前量測值、根據此些參考點的當前量測值與當前使用的參考量測值產生一當前差異值、比較該當前差異值與一變化閥值、偵測複數感測點的當前量測值、根據此些感測點的當前量測值以及當前使用的參考量測值產生此些感測點的複數位置信號、以及根據參考信號控制位置信號的輸出。其中，當當前差異值大於變化閥值時，根據當前差異值執行一背景雜訊更新程序以更新設定為當前使用的參考量測值。感測點是由相互交錯之複數電極所界定且配置成一矩陣，以及參考點位於矩陣的邊緣。此些感測點分別對應設定為當前使用的多個參考量測值。

在一實施例中，一種電容式感測裝置包括：一儲存單元、一訊號感測器、一驅動/偵測單元、一位置偵測單元以及一控制單元。儲存單元儲存對應不同當前差異值之複數組參考量測值以及一參考信號，並且此些組參考量測值中之一組設定為當前使用。訊號感測器包括：複數第一電極以及複數第二電極。第一電極與第二電極交錯，並且第一電極與第二電極界定以一矩陣配置之複數感測點。每一組參考量測值中之複數參考量測值分別對應於此些感測點。驅動/偵測單元連接第一電極與第二電極，並且用以偵測感測點的當前量測值。位置偵測單元連 接驅動/偵測單元與儲存單元，並且用以根據複數參考點的當前量測值與當前使用的參考量測值產生一當前差異值、根據此些感測點的當前量測值與當前使用的一組參考量測值產生複數位置信號、以及根據參考信號控制位置信號的輸出。其中，參考點位於矩陣的邊緣。控制單元連接儲存單元、驅動/偵測單元與位置偵測單元，並且用以比較當前差異值與一變化閥值。其中，當當前差異值大於變化閥值時，控制單元根據當前差異值執行一背景雜訊更新程序，以更新設定為當前使用的參考量測值。

綜上，根據本發明之電容式感測裝置及其背景雜訊更新方法藉由選定之參考點的周期巡察判定更新背景雜訊(即，參考量測值)的時機，藉以快速獲取溫度變化的影響程度並對應調整位置信號的感測基準，以保證信號讀取的正確性且增強對溫度變化的反應速度。

20‧‧‧顯示器

30‧‧‧主機

12‧‧‧控制器

122‧‧‧驅動/偵測單元

124‧‧‧一位置偵測單元

126‧‧‧儲存單元

128‧‧‧控制單元

14‧‧‧訊號感測器

142‧‧‧第一感測層

144‧‧‧第二感測層

A1‧‧‧感測區

A2‧‧‧無效區

X1‧‧‧第一電極

X2‧‧‧第一電極

X3‧‧‧第一電極

Xn-2‧‧‧第一電極

Xn-1‧‧‧第一電極

Xn‧‧‧第一電極

Y1‧‧‧第二電極

Y2‧‧‧第二電極

Y3‧‧‧第二電極

Ym-2‧‧‧第二電極

Ym-1‧‧‧第二電極

Ym‧‧‧第二電極

P(1,1)‧‧‧感測點

P(1,m)‧‧‧感測點

P(n,1)‧‧‧感測點

P(n,m)‧‧‧感測點

S11‧‧‧偵測多個參考點的當前量測值

S13‧‧‧根據此些參考點的當前量測值與至少一參考量測值產生一當前差異值

S15‧‧‧依據一關係設定與產生的當前差異值取得一受選調整因子

S17‧‧‧偵測多個感測點的當前量測值

S19‧‧‧根據此些感測點的當前量測值產生此些感測點的位置信號

S21‧‧‧根據受選調整因子調整此些位置信號

S23‧‧‧根據參考信號控制調整後之位置信號的輸出

S31‧‧‧比較產生的當前差異值與第一變化閥值

S33‧‧‧當前差異值是否大於第一變化閥值？

S35‧‧‧增加參考點的當前量測值的偵測頻率

S37‧‧‧計數值加1

S39‧‧‧計數值是否達既定值？

S41‧‧‧減少參考點的當前量測值的偵測頻率

S43‧‧‧計數值歸零

S45‧‧‧不調整參考點的當前量測值的偵測頻率

S51‧‧‧取同時製造之相同規格的多個電容式感測裝置

S53‧‧‧在無干擾源的第一溫度下，以相同感測技術量測每個電容式感測裝置在無觸控狀態下之相同參考點的第一量測值以及各參考點的第一位置信號

S55‧‧‧利用統計方法以量測得之第一量測值計算參考量測值

S57‧‧‧在無干擾源的第二溫度下，以相同感測技術相同次數量測每個電容式感測裝置在無觸控狀態下之相同參考點的第二量測值以及各參考點的第二位置信號

S59‧‧‧利用量測結果進行統計分析以得到信號差異值與調整因子之間的對應關係

S61‧‧‧將得到的參考量測值與其所對應之關係設定儲存在相同規格的各電容式感測裝置的儲存單元中

S71‧‧‧驅動位在矩陣的第一側邊的至少一電極以及位在矩陣的第二側邊的至少一電極

S73‧‧‧量測位在矩陣的第三側邊的至少一電極以及位在矩陣的第四側邊的至少一電極以得到各參考點的當前量測值

S75‧‧‧驅動位在矩陣的至少一側邊的至少一電極

S77‧‧‧量測位在矩陣的至少一側邊的至少一電極，以得到多個參考點的當前量測值

S79‧‧‧驅動位在矩陣的第一側邊(及第二側邊)的至少一第一電極

S81‧‧‧量測多條第二電極，以得到多個參考點的當前量測值

S83‧‧‧驅動位在矩陣的第三側邊(及第四側邊)的至少一第二電極

S85‧‧‧量測多條第一電極，以得到多個參考點的當前量測值

S91‧‧‧比較產生的當前差異值與第二變化閥值

S93‧‧‧當前差異值是否大於第二變化閥值？

S95‧‧‧根據當前差異值執行背景雜訊更新程序

S951‧‧‧從儲存單元讀出當前差異值所對應的一組參考量測值及其對應之關係設定

S953‧‧‧以讀出之一組參考量測值更新當前使用之參考量測值，以及以讀出之關係設定更新當前使用之關係設定

[第1圖]為根據本發明一實施例之電容式感測裝置的方塊示意圖。

[第2圖]為訊號感測器之俯視示意圖。

[第3圖]為根據本發明一實施例之電容式感測裝置的背景雜訊更新方法的流程圖。

[第4圖]為根據本發明另一實施例之電容式感測裝置的背景雜訊更新方法的流程圖。

[第5圖]為根據本發明一實施例之關係設定的建立方法的流程圖。

[第6圖]為一實施例之參考點的量測值的量測步驟的流程圖。

[第7圖]為另一實施例之參考點的量測值的量測步驟的流程圖。

[第8圖]為又一實施例之參考點的量測值的量測步驟的流程圖。

[第9圖]為根據本發明又一實施例之電容式感測裝置的背景雜訊更新方法的流程圖。

[第10圖]為步驟S95的一實施例的細部流程圖。

第1圖為根據本發明一實施例之電容式感測裝置的方塊示意圖。請參考第1圖，觸控螢幕包含電容式感測裝置、顯示器20以及主機30。電容式感測裝置包含控制器12以及一訊號感測器14。訊號感測器14連接控制器12，並且訊號感測器14位在顯示器20的顯示面上。訊號感測器14包括交錯配置的多個電極(例如，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn以及第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym)。其中，n及m為正整數。n可等於m，亦可不等於m。

在一些實施例中，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn以及第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym可以位於不同平面。換言之，訊號感測器14包括第一感測層142以及第二感測層144。第二感測層144位於第一感測層142上，並且第一感測層142位於顯示器20的顯示面上。第一感測層142與第二感測層144之間可以但不限於夾置有絕緣層(圖中未示)。

第一感測層142具有以圖案化所形成之多個電極(即，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn)。第一電極X1、X2~Xn-1、Xn彼此平行列置。同樣地，第二感測層144亦具有以圖案化所形成之多個電極(即，第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym)。從頂視視角來看，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn與第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym相互交錯，並且界定以 一矩陣配置之複數感測點P(1,1)~P(n,m)，如第2圖所示。換言之，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn與第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym是構成一個平面座標系統。以此實施而為例，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn與第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym係構成一個直角座標糸統(笛卡爾座標系統，Cartesian Coordinate System)，但本發明並不以此為限，亦可以是極座標系統、非直角座標系統、或是其他平面座標系統。在一些實施例中，交疊後之第一電極X1、X2~Xn-1、Xn與第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym的頂視圖呈菱形蜂巢狀、網格狀或柵狀。

此外，在一些實施例中，第一電極X1、X2~Xn-1、Xn與第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym可以位於同一平面，也就是僅位於單一感測層上。

於此，感測層(如，第一感測層142與第二感測層144)可以採用透明或半透明的設計，因此當顯示器20顯示資訊時，使用者能穿透所有感測層而看到顯示器20所顯示的內容。換句話說，顯示器20發出的光線可以穿過所有感測層而到達使用者的眼睛。在一些實施例中，感測層可為圖案化導電薄膜，例如：但不限於氧化銦(ITO)錫薄膜。

一般來說，顯示器20用來顯示資訊的區域稱作主動區，而訊號感測器14與主動區重疊的區域可稱為感測區A1。訊號感測器14能夠偵測在感測區A1上發生的觸碰事件。於此，術語「觸碰事件」意指一實際觸控(即，手指或物件直接接觸訊號感測器14)或一幾乎觸控(即，手指或物件緊密接近但不直接接觸訊號感測器14)。在一些實施例中，訊號感測器14的所有感測點P(1,1)~P(n,m)均位在主動區上，即不具有 無效區A2。在一些實施例中，訊號感測器14的部分感測點P(1,1)~P(1,m)、P(n,1)~P(n,m)不位在主動區上。換言之，訊號感測器14具有無效區A2，並且無效區A2位在感測區A1的邊緣。訊號感測器14不會偵測在無效區A2上發生的觸碰事件。

當觸控螢幕運作時，主機30將欲顯示的資訊傳送給觸控螢幕的顯示器20，並且由顯示器20顯示出具有欲顯示的資訊的畫面。當使用者根據顯示器20所顯示的畫面觸控與顯示器20重疊之電容式感測裝置的特定位置時，電容式感測裝置響應觸控事件輸出對應之位置信號給主機30，以由主機30做進一步處理。於此，「進一步處理」的內容視指定於顯示器20受觸控的位置的執行指令而定，例如但不限於主機3響應位置信號而啟動某一應用程式、或在顯示器20受觸控的位置顯示筆觸等等。換言之，主機30為可自電容式感測裝置接收位置信號，並且經組態以基於位置信號起始某一行動。

其次，控制器12包含一驅動/偵測單元122、一位置偵測單元124、一儲存單元126以及一控制單元128。驅動/偵測單元122包含驅動元件及偵測元件。驅動元件及偵測元件可以整合成單一元件，也可以採用二個元件來實現，端視設計時之現況來決定。驅動/偵測單元122耦接第一電極X1、X2~Xn-1、Xn以及第二電極Y1、Y2~Ym-1、Ym。位置偵測單元124耦接驅動/偵測單元122、儲存單元126以及主機30。控制單元128耦接驅動/偵測單元122以及位置偵測單元124。於此，控制單元128用以控制驅動/偵測單元122的運作。

控制器12在感測使用者之觸碰情形時，驅動/偵測單元122 可以採用自電容(self-capacitance)感測技術，亦也可採用互電容(self-capacitance)感測技術來偵測各感測點的量測值。於此，量測值可為電壓、電流、充/放電時間等信號。換言之，驅動/偵測單元122偵測各感測點的當前量測值，並且位置偵測單元124根據偵測到的當前量測值與各自對應的參考量測值得知各感測點的電容量或電容量變化(即，位置信號)。

於此，將特定位置的感測點設定為參考點，特別是位在無效區A2內的感測點或者位在感測區A1內較少機會發生觸控事件的感測點。換言之，將感測點P(1,1)~P(n,m)中位於矩陣的邊緣的感測點設定為參考點。

在通常工作循環中，控制單元128控制驅動/偵測單元122，致使驅動/偵測單元122以一特定偵測頻率進行參考點的信號偵測動作。於此，特定偵測頻率可為例如但不限於每隔2~5秒執行一次。

搭配參照第3圖，控制單元128控制驅動/偵測單元122，致使驅動/偵測單元122偵測參考點的當前量測值(步驟S11)。位置偵測單元124根據參考點的當前量測值與至少一參考量測值產生一當前差異值(步驟S13)。接著，位置偵測單元124依據一關係設定與產生的當前差異值取得一受選調整因子(步驟S15)。於此，關係設定為相應不同溫度之信號差異值與調整因子之間的對應關係。

然後，控制單元128控制驅動/偵測單元122，致使驅動/偵測單元122偵測位在感測區A1內的所有感測點的當前量測值(步驟S17)。位置偵測單元124根據此些感測點的當前量測值產生此些感測點 的多個位置信號(步驟S19)。換言之，驅動/偵測單元122根據各感測點的當前量測值與各自對應的參考量測值計算各感測點的當前差異值(電容量或電容量變化)，以作為各感測點的位置信號。接著，位置偵測單元124根據受選調整因子調整產生的位置信號(步驟S21)，並且根據參考信號控制調整後之位置信號的輸出(步驟S23)。

在一些實施例中，參照第4圖，在每次得到當前差異值(步驟S13)之後，控制單元128比較產生的當前差異值與一變化閥值(以下稱第一變化閥值)(步驟S31)。當產生的當前差異值大於第一變化閥值(步驟S33)時，控制單元128則增加驅動/偵測單元122進行參考點的信號偵測動作的偵測頻率(步驟S35)。

在一些實施例中，當產生的當前差異值不大於第一變化閥值(步驟S33)時，控制單元128會控制計數器將計數值加1(步驟S37)，並且判斷計數值是否達既定值(步驟S39)。於計數值達既定值時，控制單元128則減少驅動/偵測單元122進行參考點的信號偵測動作的偵測頻率(步驟S41)。

並且，於確定要調整偵測頻率(步驟S41或步驟S35)時或之後，控制單元128會重置計數器，以將計數值歸零(步驟S43)。

反之，當計數值未達既定值時，控制單元128則不調整偵測頻率(步驟S45)。

在一些實施例中，關係設定能藉由下述方式來建立。

參照第5圖，取同時製造之相同規格(如，尺寸相同且玻璃厚度亦相同)的多個電容式感測裝置(如，10個、20個、30個或更多 個)(步驟S51)。

在工作溫度的範圍內無干擾源的一第一溫度(例如：控溫在26℃、27℃或28℃下)下，以相同感測技術一次或多次量測每個電容式感測裝置在無觸控狀態下之相同參考點的量測值(稱之為第一量測值)以及各感測點的位置信號(稱之為第一位置信號)(步驟S53)。

利用統計方法以量測得之第一量測值計算參考量測值(步驟S55)。

在一實施例中，將各電容式感測裝置同一位置的參考點的第一量測值取平均得到各參考點所對應的參考量測值。於此，可先將各電容式感測裝置同一位置的參考點中的第一量測值偏差較大者刪除，然後再取平均。此時，在步驟13中，各參考點的當前量測值以對應的參考量測值計算個別差異值，再進行所有個別差異值的統計分析以得到當前差異值。

在另一實施例中，將各電容式感測裝置所有參考點的第一量測值取平均得到各參考點共用之參考量測值。於此，亦可先將所有參考點的第一量測值中偏差較大者刪除，然後再取平均。此時，在步驟13中，各參考點的當前量測值均以同一參考量測值計算個別差異值，再進行所有個別差異值的統計分析以得到當前差異值。

在另一實施例中，將各電容式感測裝置位在同一相對位置的電極上之所有參考點的第一量測值取平均得到在此相對位置的電極上之各參考點共用之參考量測值。於此，亦可先將位在同一相對位置的電極上之所有參考點的第一量測值中偏差較大者刪除，然後再取平均。 此時，在步驟13中，各參考點的當前量測值以對應的參考量測值計算個別差異值，再進行所有個別差異值的統計分析以得到當前差異值。

其中，刪除偏差較大者的方式例如：但不限於此，刪除其中最大一筆、或最小一筆、或最大一筆與最小一筆、或與中間值差距超過一既定值者等。所有個別差異值的統計分析亦包括先進行所有個別差異值中偏差較大者的刪除。

在工作溫度的範圍內無干擾源的多個第二溫度(例如：大於或小於第一溫度)下，以相同感測技術相同次數量測每個電容式感測裝置在無觸控狀態下之相同參考點的量測值(稱之為第二量測值)以及各感測點的位置信號(稱之為第二位置信號)(步驟S57)。

利用量測結果(第一溫度下的第一量測值與其對應之第一位置信號以及各種第二溫度下的第二量測值與其對應之第二位置信號)進行統計分析以得到具有相應不同溫度之信號差異值(代表由第一溫度與第二溫度之間的溫度變化)與調整因子(代表各溫度變化所對應之第一位置信號與第二位置信號之間的信號變化)之間的對應關係的關係設定(步驟S59)。於此，關係設定可為相應不同溫度之信號差異值與調整因子的對應表、或為相應不同溫度之信號差異值相對於調整因子的變化曲線、或者為相應不同溫度之信號差異值與調整因子的轉換關係式。在步驟S15的一實施例中，位置偵測單元124於關係設定中找到符合當前差異值之信號差異值，再取得符合當前差異值之信號差異值所對應的調整因子(即為受選調整因子)。在步驟S15的另一實施例中，位置偵測單元124是將當前差異值帶入關係設定以換算成對應之調整因子(即為 受選調整因子)。

於此，第一溫度與多個第二溫度中任意相鄰二溫度之間相差至少1個刻度(例如：1℃、2℃、5℃或10℃)。當相差的刻度較少時，多個溫度所對應之信號差異值可能為相同數值，再者多個不同之信號差異值亦可能會對應於相同數值之調整因子。

將得到的參考量測值與其所對應之關係設定儲存在相同規格的各電容式感測裝置的儲存單元128中(步驟S61)，以供執行步驟S13及步驟S15使用。

在一些實施例中，參考點可位在矩陣的各個邊緣的k條電極X1~Xk、Xn-k-1~Xn、Y1~Yk、Ym-k-1~Ym(以下稱參考電極)上。其中，k為小於n及m的正整數。較佳地，k為小於n/10及m/10的正整數。更佳地，k為1或2。於此，參考點可為每一條參考電極上的一個、多個或全部的感測點。

此外，在同一條參考電極上的任二參考點之間間隔一個或多個非參考點之感測點。再者，在同一條電極上的任二參考點之間有相同數量之非參考點之感測點。

在一些實施例中，參考點為位在矩陣的四個角落的感測點，即，參考點為於矩陣的各角落的a*b個感測點。於此，a為小於n的正整數；較佳地，a為小於n/10的正整數；更佳地，a為1或2。再者，b為小於m的正整數；較佳地，b為小於m/10的正整數；更佳地，b為1或2。

在一些實施例中，參考點為位在無效區的感測點，例如：感測點P(1,1)~P(1,m)、P(n,1)~P(n,m)中之一個或多個。

在一些實施例中，當觸控螢幕與其他裝置(如，主機30)組裝成單一電子裝置時，參考點可避開其他裝置的熱源。換言之，在其他裝置的熱源元件的上方一既定區域內的感測點不作為參考點。

於此，在步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟中所使用的參考點均相同。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，參照第1、2及6圖，在第一實施例中，以參考點為位在各角落的2*1個感測點(P(1,1)、P(2,1)、P(1,m)、P(2,m)、P(n,1)、P(n-1,1)、P(n,m)及P(n-1,m))為例，驅動/偵測單元122驅動位在矩陣的第一側邊的二第一電極X1、X2以及位在矩陣的第二側邊的二第一電極Xn-1、Xn(步驟S71)。其中，第一側邊相對於第二側邊。

並且，驅動/偵測單元122量測位在矩陣的第三側邊的一第二電極Y1以及位在矩陣的第四側邊的一第二電極Ym，藉以得到各參考點的當前量測值(步驟S73)。其中，第三側邊相對於第四側邊。第三側邊連接在第一側邊的一端與第二側邊的一端之間，並且第四側邊連接在第一側邊的另一端與第二側邊的另一端之間。

換言之，就第2圖而言，驅動/偵測單元122驅動從訊號感測器14的最左邊數來的二第一電極X1、X2以及從訊號感測器14的最右邊數來的二第一電極Xn-1、Xn。並且，驅動/偵測單元122量測位在訊號感測器14的最上側的一第二電極Ym以及位在訊號感測器14的最下側的一第二電極Y1。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟 S57中第二量測值的量測步驟，在第二實施例中，若以參考點為位在各角落的1個感測點(P(1,1)、P(1,m)、P(n,1)及P(n,m))為例，驅動/偵測單元122則驅動位在矩陣的第一側邊(最左邊)的一第一電極X1及位在矩陣的第二側邊(最右邊)的一第一電極Xn(步驟S71)。並且，驅動/偵測單元122量測位在矩陣的第三側邊(最下側)的一第二電極Y1以及位在矩陣的第四側邊(最上側)的一第二電極Ym，藉以得到各參考點的當前量測值(步驟S73)。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，在第三實施例中，若以參考點為位在各角落的1*2個感測點(P(1,1)、P(1,2)、P(1,m-1)、P(1,m)、P(n,1)、P(n,2)、P(n,m-1)及P(n,m))為例，驅動/偵測單元122則驅動位在矩陣的第一側邊的一第一電極X1及位在矩陣的第二側邊的一第一電極Xn(步驟S71)。並且，驅動/偵測單元122量測位在矩陣的第三側邊的二第二電極Y1、Y2以及位在矩陣的第四側邊的二第二電極Ym-1、Ym，藉以得到各參考點的當前量測值(步驟S73)。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，參照第1、2及7圖，在第四實施例中，以參考點為位在矩陣的第一側邊的一電極上的感應點且驅動/偵測單元122採用自電容感測技術為例，驅動/偵測單元122則驅動位在矩陣的第一側邊的一第一電極X1(步驟S75)，並且量測位在矩陣的第一側邊的一第一電極X1，以得到多個參考點(即，感測點P(1,1)~P(1,m))的當前量測值(步驟S77)。於此實施例中，參考點(即，感測點P(1,1)~P(1,m)) 亦位在無效區A2內。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，在第五實施例中，以參考點為位在矩陣的第一側邊的二電極上的感應點且驅動/偵測單元122採用自電容感測技術為例，驅動/偵測單元122則驅動位在矩陣的第一側邊的二第一電極X1、X2(步驟S75)，並且量測位在矩陣的第一側邊的二第一電極X1、X2，以得到多個參考點(即，感測點P(1,1)~P(1,m)、P(2,1)~P(2,m))的當前量測值(步驟S77)。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，在第六實施例中，以參考點為位在矩陣的各側邊的一電極上的感應點且驅動/偵測單元122採用自電容感測技術為例，驅動/偵測單元122驅動並量測位在矩陣的第一側邊的一第一電極X1，以得到多個參考點(即，感測點P(1,1)~P(1,m))的當前量測值。驅動/偵測單元122驅動並量測位在矩陣的第二側邊的一第一電極Xn，以得到多個參考點(即，感測點P(n,1)~P(n,m))的當前量測值。驅動/偵測單元122驅動並量測位在矩陣的第三側邊的一第二電極Y1，以得到多個參考點(即，感測點P(1,1)~P(n,1))的當前量測值。並且，驅動/偵測單元122驅動並量測位在矩陣的第四側邊的一第二電極Ym，以得到多個參考點(即，感測點P(1,m)~P(n,m))的當前量測值。於此實施例中，一部分的參考點(即，感測點P(1,1)~P(1,m)及P(n,1)~P(n,m))亦位在無效區A2內。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟 S57中第二量測值的量測步驟，參照第1、2及8圖，在第七實施例中，以參考點為位在矩陣的第一側邊的一第一電極X1上的i個感應點且驅動/偵測單元122採用互電容感測技術為例，i為1~m之任意整數。較佳地，i小於m。更佳地，i小於m/2。驅動/偵測單元122則驅動位在矩陣的第一側邊的一第一電極X1(步驟S79)，並且量測i條第二電極，以得到多個參考點的當前量測值(步驟S81)。於此，受量測的i條第二電極彼此間隔有未受量測之一條或多條第二電極。再者，i條第二電極能以間隔相同數量的未受量測之第二電極或不同數量之未受量測之第二電極。以等差為例，若第二電極總共為16條，步驟S77可量測第1、5、9及13條第二電極Y1、Y5、Y9、Y13，以得到多個參考點(即，感測點P(1,1)、P(1,5)、P(1,9)、P(1,13))的當前量測值。於此，雖以驅動一條第一電極為例，但本發明不限於此，可同理應用在驅動同一側邊的多條第一電極或驅動不同側邊的多條第一電極。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，在第八實施例中，驅動/偵測單元122可更驅動位在矩陣的第二側邊的一第一電極Xn(步驟S79)，並且透過量測i條第二電極得到多個參考點的當前量測值(步驟S81)。接續前述例子，若第二電極總共為16條，驅動/偵測單元122即可得到多個參考點(即，感測點P(1,1)、P(1,5)、P(1,9)、P(1,13)、P(n,1)、P(n,5)、P(n,9)、P(n,13))的當前量測值。

針對步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟，在第九實施例中，在步驟S81中，驅動/ 偵測單元122先得到一部分參考點的當前量測值。接著，驅動/偵測單元122驅動位在矩陣的第三側邊的一第二電極Y1(步驟S83)，並且量測j條第一電極，以得到另一部分參考點的當前量測值(步驟S85)。於此，j為1~n之任意整數。較佳地，j小於n。更佳地，j小於n/2。並且，受量測的j條第一電極彼此間隔有未受量測之一條或多條第一電極。再者，j條第一電極能以間隔相同數量的未受量測之第一電極或不同數量之未受量測之第一電極。接續前述例子，若第一電極總共為16條，步驟S85可以等差方式量測第1、5、9及13條第一電極X1、X5、X9、X13，以得到多個參考點(即，感測點P(1,1)、P(5,1)、P(9,1)、P(13,1))的當前量測值。於此，雖以驅動一條第二電極為例，但本發明不限於此，可同理應用在驅動同一側邊的多條第二電極或驅動不同側邊(即，第三側邊與第四側邊)的多條第二電極。

在第十實施例中，全部的參考點均位在無效區內。因此，在步驟S11、步驟S53中第一量測值的量測步驟以及步驟S57中第二量測值的量測步驟中，驅動/偵測單元122才會驅動或/及量測第一電極X1、Xn。而在步驟S17中，驅動/偵測單元122則不會驅動或/及量測第一電極X1、Xn。

於此，驅動/偵測單元122逐一地依序驅動電極且逐一地依序量測電極。再者，驅動/偵測單元122亦可以多工技術同時驅動同一方向的多個電極並且同時量測同一方向的多個電極。

在一些實施例中，儲存單元126儲存有複數組參考量測值與各組參考量測值所對應之關係設定。於此，每一組參考量測值對應於 一種溫度(即，對應於一個或多個信號差異值)。換言之，此些組參考量測值對應於不同的溫度。

參照第9圖，在每次得到當前差異值(步驟S13)之後，控制單元128會先比較產生的當前差異值與一變化閥值(以下稱第二變化閥值)(步驟S91)。當產生的當前差異值大於第二變化閥值(步驟S93)時，控制單元128根據當前差異值執行背景雜訊更新程序(步驟S95)，以將當前使用的參考量測值更新為符合使用環境(如，環境溫度)之一組參考量測值以及其對應之關係設定。然後，接續執行步驟S17、步驟S19及步驟S23(不執行步驟S21)。當產生的當前差異值不大於第二變化閥值(步驟S93)時，才接續執行步驟S15。

在步驟S95的一實施例中，參照第10圖，控制單元128從儲存單元126讀出當前差異值所對應的一組參考量測值及其對應之關係設定(步驟S951)。然後，控制單元128以讀出之一組參考量測值更新當前設定為於執行步驟S13及步驟S19時所使用的參考量測值(步驟S953)。並且，控制單元128以讀出之關係設定更新當前設定為於執行步驟S15時所使用的關係設定(步驟S953)。

在一些實施例中，參考點的信號偵測動作能直接應用於判定更新背景雜訊(即，參考量測值)的時機。換言之，當產生的當前差異值不大於第二變化閥值(步驟S93)時，不執行步驟S15，而是接續執行步驟S17。在步驟S951中，所讀出之一組參考量測值分別對應於複數感測點P(1,1)~P(n,m)。其中，不同當前差異值所對應的一組參考量測值能預先建立並儲存在儲存單元126。換言之，儲存單元126儲存有對 應不同當前差異值之複數組參考量測值，並且每一組參考量測值中的多個參考量測值分別對應於複數感測點P(1,1)~P(n,m)。此些組參考量測值中之一組設定為當前使用，以作為執行步驟S13及步驟S19時所使用。不同當前差異值所對應的一組參考量測值的建立方法為本領域所熟知，故不再贅述。

應當可理解的是，各步驟的執行順序並不限於前述描述順序，可依據步驟的執行內容適當地調配執行順序。於此，儲存單元126能由一個或多個儲存元件所實現。前述之各儲存元件是用以儲存或暫存相關之軟體/韌體程式、資料、信號、數值、檔案或其組合等。其中，儲存元件可以是例如揮發性記憶體或非揮發性記憶體等，但在此並不對其限制。

綜上，根據本發明之電容式感測裝置及其背景雜訊更新方法藉由選定之參考點的周期巡察判定更新背景雜訊(即，參考量測值)的時機，藉以快速獲取溫度變化的影響程度並對應調整位置信號的感測基準，以保證信號讀取的正確性且增強對溫度變化的反應速度。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

S13‧‧‧根據此些參考點的當前量測值與至少一參考量測值產生一當前差異值

S15‧‧‧依據一關係設定與產生的當前差異值取得一受選調整因子

S17‧‧‧偵測多個感測點的當前量測值

S19‧‧‧根據此些感測點的當前量測值產生此些感測點的位置信號

S23‧‧‧根據參考信號控制調整後之位置信號的輸出

S91‧‧‧比較產生的當前差異值與第二變化閥值

S93‧‧‧當前差異值是否大於第二變化閥值？

S95‧‧‧根據當前差異值執行背景雜訊更新程序

Claims (16)

1. 一種電容式感測裝置的感測方法，包括：偵測複數感測點中之複數參考點的當前量測值，其中該些感測點是由相互交錯之複數電極所界定且配置成一矩陣、該些感測點分別對應設定為當前使用的複數參考量測值，以及該些參考點位於該矩陣的邊緣；根據該些參考點的該些當前量測值與當前使用的該些參考量測值產生一當前差異值；比較該當前差異值與一變化閥值；當該當前差異值大於該變化閥值時，根據該當前差異值執行一背景雜訊更新程序，以更新設定為當前使用的該些參考量測值；偵測該些感測點的複數當前量測值；根據該些感測點的該些當前量測值以及當前使用的該些參考量測值產生該些感測點的的複數位置信號；以及根據一參考信號控制該些位置信號的輸出。
2. 如請求項1所述之感測方法，其中該根據該當前差異值執行一背景雜訊更新程序的步驟包括：從一儲存單元讀出該當前差異值所對應的一組參考量測值；以及以讀出之該組參考量測值更新當前使用之該些參考量測值。
3. 如請求項1所述之感測方法，其中該偵測複數感測點中之複數參考點的當前量測值之步驟包括： 驅動該些電極中位在該矩陣的第一側邊的至少一電極以及位在該矩陣的第二側邊的至少一電極，其中該第一側邊相對於該第二側邊；以及量測該些電極中位在該矩陣的第三側邊的至少一電極以及位在該矩陣的第四側邊的至少一電極以得到該些參考點的該些當前量測值，其中該第三側邊相對於該第四側邊。
4. 如請求項1所述之感測方法，其中該偵測複數感測點中之複數參考點的當前量測值之步驟包括：驅動並量測該些電極中位在該矩陣的至少一側邊的至少一電極，以得到該些參考點的該些當前量測值。
5. 如請求項1所述之感測方法，其中該些電極包括複數第一電極以及與該些第一電極交錯的複數第二電極，以及該偵測複數感測點中之複數參考點的當前量測值之步驟包括：驅動該些第一電極中位在該矩陣的第一側邊的至少一者以及位在該矩陣的第二側邊的至少一者，其中該第一側邊相對於該第二側邊；以及量測該些第二電極中的複數者以得到該些參考點的該些當前量測值。
6. 如請求項5所述之感測方法，其中被量測之該些第二電極中之任二者之間間隔有未被量測之至少一第二電極。
7. 如請求項1所述之感測方法，其中該些電極包括複數第一電極以及與該些第一電極交錯的複數第二電極，以及該偵測複數感測點中之複數參考點的當前量測值之步驟包括：驅動該些第一電極中位在該矩陣的第一側邊的至少一者以及位在該矩陣的第二側邊的至少一者，其中該第一側邊相對於該第二側邊；量測該些第二電極中的至少一者以得到該些參考點中之複數者的該些當前量測值；驅動該些第二電極中位在該矩陣的第三側邊的至少一者以及位在該矩陣的第四側邊的至少一者，其中該第三側邊相對於該第四側邊；以及量測該些第一電極中的至少一者以得到該些參考點中之剩餘者的該些當前量測值。
8. 如請求項7所述之感測方法，其中被量測之該些第一電極中之任二者之間間隔有未被量測之至少一第一電極，並且被量測之該些第二電極中之任二者之間間隔有未被量測之至少一第二電極。
9. 如請求項1所述之感測方法，其中該矩陣區分為一感測區以及位在該感測區邊緣的一無效區，以及該些參考點是位在該無效區內。
10. 如請求項1至9中之任一項所述之感測方法，更包括：比較該當前差異值與另一變化閥值；當該當前差異值大於該另一變化閥值時，增加該些參考點的該些當前量測值的偵測頻率。
11. 如請求項1至9中之任一項所述之感測方法，更包括： 比較該當前差異值與一變化閥值；當該當前差異值大於該變化閥值時，增加該些參考點的該些當前量測值的偵測頻率並重置一計數值；當該當前差異值不大於該變化閥值時，累計該計數值；當該計數值達一既定值時，減少該些參考點的該些當前量測值的偵測頻率並重置該計數值；以及當該計數值未達該既定值時，不調整該些參考點的該些當前量測值的偵測頻率。
12. 一種電容式感測裝置，包括：一儲存單元，儲存對應不同當前差異值之複數組參考量測值以及一參考信號，其中該些組參考量測值中之一組設定為當前使用；一訊號感測器，包括：複數第一電極以及複數第二電極，其中該些第一電極與該些第二電極交錯，並且該些第一電極與該些第二電極界定以一矩陣配置之複數感測點，其中每一該組參考量測值中之複數參考量測值分別對應於該些感測點；一驅動/偵測單元，連接該些第一電極與該些第二電極，用以偵測該些感測點的當前量測值；一位置偵測單元，連接該驅動/偵測單元與該儲存單元，用以根據該些感測點中之複數參考點的該些當前量測值與當前使用的該些參考量測值產生一當前差異值、根據該些感測點的該些當前量測值與當前使用的該組參考量測值產生複數位置信號以及根據該參考信號控制該些位置信號的輸出，其中該些參考點位於該矩陣的邊緣；以及 一控制單元，連接該儲存單元、該驅動/偵測單元與該位置偵測單元，用以比較該當前差異值與一變化閥值，其中當該當前差異值大於該變化閥值時，該控制單元根據該當前差異值執行一背景雜訊更新程序，以更新設定為當前使用的該組參考量測值。
13. 如請求項12所述之電容式感測裝置，其中在該背景雜訊更新程序中，該控制單元從該儲存單元讀出該當前差異值所對應的該組參考量測值，並且以讀出之該組參考量測值更新當前使用之該些參考量測值。
14. 如請求項12所述之電容式感測裝置，其中該些參考點位在該矩陣的角落。
15. 如請求項12所述之電容式感測裝置，其中該矩陣區分為一感測區以及位在該感測區邊緣的一無效區，以及該些參考點是位在該無效區內。
16. 如請求項12至15中之任一項所述之電容式感測裝置，其中該控制單元更用以根據當前差異值與另一變化閥值調整該驅動/偵測單元對該些參考點的該些當前量測值的偵測頻率。