TWI575409B - 雙模觸控方法與適用此方法的觸控筆與觸控面板 - Google Patents

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Description

雙模觸控方法與適用此方法的觸控筆與觸控面板
本發明係關於一種觸控方法與適用此方法的觸控筆與觸控面板，特別關於一種雙模觸控方法與適用此方法的觸控筆與觸控面板。
從觸控技術問世以來，觸控技術已經應用於許多電子裝置。觸控技術從早期以觸控筆輸入發展至可以使用者的手指來輸入，最後發展至兩者並存。因此雙模輸入已經廣泛的見於很多電子裝置。
然而雙模輸入的一個問題是誤觸。所謂的誤觸，也就是說使用者以手指所輸入的指令被當成使用者以觸控筆輸入的指令，或是使用者以觸控筆所輸入的指令被當成使用者以手指輸入的指令。當使用者同時使用手指與觸控筆於觸控面板上控制電子裝置時，電子裝置如何分辨手指的手勢與觸控筆的筆觸，是一個待解決的問題。
當使用者同時使用手指與觸控筆於觸控面板上控制電子裝置時，電子裝置如何分辨手指的手勢與觸控筆的 筆觸，是一個待解決的問題。因此本發明提出一種雙模觸控方法與適用於此方法的觸控筆與觸控面板，藉由分時輸入的技術，使得觸控面板可以精確的分辨觸控筆的輸入與手指的輸入。
依據本發明一實施例的雙模觸控方法，適於觸控筆與包含N條第一信號線與M條第二信號線的觸控面板，N與M均為大於一的整數，所述方法包含：於掃描時間區間中的N個手勢時間區間依序控制N條第一信號線發射對應的N個脈衝信號。於N個手勢時間區間中每一個手勢時間區間以M條第二信號線接收對應的M個手勢反饋信號。依據手勢反饋信號，選擇性的產生一手勢信號。以觸控筆依據N個脈衝信號，判斷於掃瞄時間區間中，N個手勢時間區間以外的筆觸時間區間。以觸控筆於筆觸時間區間中發射觸控筆信號。以觸控面板接收該觸控筆信號以產生筆觸信號。
依據本發明一實施例的觸控筆，包含無線接收模組、處理模組與無線發射模組。無線接收模組用以無線地接收來自於觸控面板的脈衝信號。處理模組電性連接至無線接收模組，用以依據脈衝信號判斷關於觸控面板的筆觸時間區間，並於筆觸時間內，選擇性的產生觸控筆信號。無線發射模組電性連接至處理模組，用以發射觸控筆信號。
依據本發明一實施例的觸控面板，包含N條第一信號線、M條第二信號線與觸控處理模組。其中M條第二 信號線與N條第一信號線交疊而不電性連接也不平行。觸控處理模組分別電性連接N條第一信號線與M條第二信號線，用以於掃描時間區間內的N個手勢時間區間中，控制N條第一信號線依序發射脈衝信號，並依據M條第二信號線所接收的M個手勢反饋信號，選擇性的產生手勢觸控信號，並於掃瞄時間區間內的N個筆觸時間區間中，控制N條第一信號線與M條第二信號線接收觸控筆信號，並依據對應於觸控筆信號的觸控筆反饋信號，選擇性的產生筆觸信號。其中N個手勢時間區間中的第i個手勢時間區間與N個筆觸時間區間中的第i個筆觸時間區間於時間上相鄰，M與N為大於一的整數，i為小於等於N的正整數。
綜上所述，依據本發明一實施例所揭露的雙模觸控方法，於觸控面板所決定的筆觸時間區間內由觸控筆產生觸控筆信號。而觸控面板藉此可以分辨手勢輸入與筆觸輸入，從而降低誤觸判斷發生的可能性。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
100‧‧‧觸控面板
111~11N‧‧‧第一信號線
121~12M‧‧‧第二信號線
130‧‧‧觸控處理模組
200‧‧‧觸控筆
210‧‧‧無線接收模組
220‧‧‧處理模組
230‧‧‧無線發射模組
240‧‧‧致動模組
T1~TN‧‧‧手勢時間區間
Tsty、Tsty1‧‧‧筆觸時間區間
V111~V11N‧‧‧電壓
VRX、Vsty‧‧‧電壓
第1圖係依據本發明一實施例的觸控面板部分示意圖。
第2圖係依據本發明一實施例的觸控筆功能方塊圖。
第3圖係依據本發明一實施例的訊號時序圖。
第4圖係依據本發明又一實施例的訊號時序圖。
第5圖係依據本發明一實施例中雙模觸控方法流程圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
依據本發明一實施例，請參照第1圖與第2圖，其中第1圖係依據本發明一實施例的觸控面板部分示意圖，而第2圖係依據本發明一實施例的觸控筆功能方塊圖。如第1圖所示，觸控面板100具有N條第一信號線111至11N、M條第二信號線121至12M以及觸控處理模組130，其中M與N均為大於一的整數。第一信號線與第二信號線彼此交疊，但是不直接連接也不平行。觸控處理模組130分別電性連接至N條第一信號線111至11N與M條第二信號線121至12M。如第2圖所示，觸控筆200具有無線接收模組210、處理模組220與無線發射模組230。其中處理模組220分別電性連皆置無線接收模組210與無線發射模組230。於某些實施例中，無線接收模組210與無線發射模組230可以被整合為無線收發 模組(wireless transceiver)。
於本實施例中，請參照第3圖，其係依據本發明一實施例的訊號時序圖。如第3圖所示，觸控面板100每一次掃描使用者手指觸碰及/或觸控筆200的觸碰所花費的時間可稱之為一個掃瞄時間區間Tscan。一個掃描時間區間Tscan可以被劃分為N個手勢時間區間T1至TN以及一個筆觸時間區間Tsty。於手勢時間區間T1中，觸控處理模組130控制第一信號線111發送脈衝信號，因此第一信號線111的電壓V111會有上下起伏。同時，觸控處理模組130控制M條第二信號線121至12M分別接收對應於脈衝信號的手勢反饋信號，因此第二信號線的電壓VRX也會相應有上下起伏。具體來說，觸控面板100被手指觸摸時的手勢反饋信號會不同於觸控面板100未被手指觸摸時的手勢反饋信號，從而觸控處理模組130可以判斷出第一信號線111與第二信號線121至12M的M個交叉點是否有被使用者的手指或其他物體所觸摸。依此，依序於手勢時間區間T1到TN中，觸控處理模組130都進行相同的控制，從而如果在手勢時間區間Tk中，觸控處理模組130判斷第二信號線12q有被手指觸碰，則手指所觸摸的位置為第一信號線11k與第二信號線12q的交叉點。
於此實施例中，在手勢時間區間TN後，有一個筆觸時間區間Tsty。於手勢時間區間T1中第一信號線111所發射的脈衝信號中，包含關於此脈衝信號產生的時間的資 訊。舉例來說，第一信號線111所發射的脈衝信號中，經由解碼可以解讀得到旗標0x1，而第一信號線11N所發射的脈衝信號中，經由解碼可以解讀得到旗標0xN。如此，假如觸控筆200的位置最接近第一信號線11k，則觸控筆200的無線接收模組210接收到脈衝信號後，處理模組220解碼脈衝信號而得到旗標0xk。當處理模組220連續多次解碼得到旗標0xk後，處理模組220可以藉由兩個旗標0xk之間的時間區間計算得到觸控面板100一個掃描時間區間Tscan的長度。當判斷出掃描時間區間Tscan的長度後，處理模組220可以推測出筆觸時間區間Tsty與手勢時間區間Tk之間的時間差。從而於筆觸時間中，處理模組220透過無線發射模組230將觸控筆信號發射出去，也就如圖示電壓Vsty於筆觸時間區間Tsty中有上下起伏。
於另外一個實施例中，每一條第一信號線所發射的脈衝信號內嵌有此脈衝信號與筆觸時間區間Tsty之間的時間差資訊。舉例來說，假設N等於100，一個掃描時間區間長度為9毫秒，且每個手勢時間區間的長度為80微秒。則手勢時間區間T1與筆觸時間區間Tsty之間的時間差為80微秒乘以99，也就是7.92毫秒。而第一條第一信號線所發射的脈衝信號就內嵌有這個資訊，因此觸控筆200的處理模組220解碼無線接收模組210所接收到的脈衝信號後，解碼得到這個時間資訊。則處理模組會等待7.92毫秒後，藉由無線發射模 組230將所接收之第N條信號線所發射的脈衝訊號反向或正向藉由觸控筆信號發射出去。
於再一實施例中，在第N個手勢時間區間TN與筆觸時間區間Tsty之間，有一個提示時間區間。而在提示時間區間中，觸控處理模組130控制每一條第一信號線產生提示信號。如此，當觸控筆200的無線接收模組210接收到提示信號後，處理模組220藉由無線發射模組230發射觸控筆信號。於一種實施方式中，提示信號可以內嵌有筆觸時間區間的時間長度資訊，因此處理模組220可以很準確的在筆觸時間區間內發射觸控筆信號。
於一實施例中，於筆觸時間區間Tsty中，第一信號線111至11N不會發射脈衝信號，但無必須被切換用來接收脈衝信號。並且，第二信號線121至12M仍然被致能(enabled)而可以接收脈衝信號及/或觸控筆信號。換句話說，也就是在手勢時間區間中，第一信號線用來發射脈衝信號，而第二信號線用來接收感應脈衝信號。而在筆觸時間區間中，可用第一信號線與第二信號線都用來接收觸控筆200所傳送來的觸控筆信號，又或者只使用第二信號線121至12M接收感應信號。從而如果在第i條第一信號線11i之後，第j條第二信號線12j接收到觸控筆信號。則觸控處理模組130皆可以判斷觸控筆200的位置對應於第i條第一信號線11i與第j條第二信號線12j的交叉點，從而產生筆觸信號。另一方面，觸控處理 模組130依據第一信號線111至11N與第二信號線121至12M所接收的共(M+N)個觸控筆反饋信號中，找尋強度最大的數筆觸控筆反饋信號，以決定觸控筆200的位置。
於另一實施例中，觸控筆信號中內嵌有關於使用者所欲使用的筆觸(例如線條的紋理與粗細)，或是其他特定控制資訊。則觸控處理模組130會將筆觸的資訊、控制資訊與觸控筆200的位置資訊嵌入筆觸信號中。
於另一實施例中，請回到第2圖，觸控筆200還包含致動模組240電性連接至處理模組220。制動模組240例如為一個按鍵，具有第一狀態(釋放)與第二狀態(按壓)，當制動模組240處於第一狀態時，處理模組220不產生觸控筆信號。反之，當制動模組240處於第二狀態時，處理模組220產生觸控筆信號。
於又一實施例中，請參照第4圖，其係依據本發明又一實施例的訊號時序圖。如第4圖所示，觸控面板100每一次掃描使用者手指觸碰及/或觸控筆200的觸碰所花費的時間可稱之為一個掃瞄時間區間Tscan。一個掃描時間區間Tscan可以被劃分為N個手勢時間區間T1至TN以及N個筆觸時間區間。於手勢時間區間T1中，觸控處理模組130控制第一信號線111發送脈衝信號，因此第一信號線111的電壓V111會有上下起伏。同時，觸控處理模組130控制M條第二信號線121至12M分別接收對應於脈衝信號的手勢反饋信號。具 體來說，觸控面板100被手指觸摸時的手勢反饋信號會不同於觸控面板100未被手指觸摸時的手勢反饋信號，從而觸控處理模組130可以判斷出第一信號線111與第二信號線121至12M的M個交叉點是否有被使用者的手指所觸摸。依此，依序於手勢時間區間T1到TN中，觸控處理模組130都進行相同的控制，從而如果在手勢時間區間Tk中，觸控處理模組130判斷第二信號線12q有被手指觸碰，則手指所觸摸的位置為第一信號線11k與第二信號線12q的交叉點。
於此實施例中，在手勢時間區間T1與手勢時間區間T2之間，有一個筆觸時間區間Tsty1。同樣的，在手勢時間區間T2與手勢時間區間T3(未繪示)之間，有一個筆觸時間區間Tsty2(未繪示)。假設觸控筆200位於第一信號線111與第一信號線112之間，觸控筆200的無線接收模組210在接收到多次手勢時間區間T1與手勢時間區間T2內，觸控面板100的第一信號線111與112所發射的脈衝信號後，處理模組220會判斷出手勢時間區間T1與手勢時間區間T2之間有筆觸時間區間Tsty1。從而處理模組220會在筆觸時間區間Tsty1中，透過無線發射模組230發射觸控筆信號。
而觸控面板100的觸控處理模組130會收集一整個掃描時間區間Tscan中共計N個筆觸時間區間中，每條第二信號線所接收到的觸控筆反饋信號，其中即使沒有接收到觸控筆信號，觸控筆反饋信號的強度就被認定為零。也就是觸 控處理模組130依據共計M×N個觸控筆反饋信號，決定觸控筆200的位置。
於一實施例中，於筆觸時間區間Tsty1中，第一信號線111至11N會被停能不再發射脈衝信號，也不會被用來接收觸控筆信號，而第二信號線121至12M仍然被致能(enabled)而可以接收觸控筆信號。換句話說，也就是在手勢時間區間中，第一信號線用來發射脈衝信號，而第二信號線用來接收感應脈衝信號。而在筆觸時間區間中，第一信號線被停能以節省功率消耗，第二信號線被用來接收觸控筆200所傳送來的觸控筆信號。
綜上所述，本發明一實施例中用於觸控面板與觸控筆的雙模觸控方法可以參照第1圖、第2圖與第5圖，其中第5圖係依據本發明一實施例中雙模觸控方法流程圖。如步驟S100所述，觸控面板100的觸控處理模組130於掃描時間區間中的N個手勢時間區間依序控制N條第一信號線111至11N發射對應的N個脈衝信號。如步驟S200所述，於N個手勢時間區間中每一手勢時間區間以M條第二信號線121至12M接收對應的M個手勢反饋信號。如步驟S300所述，觸控處理模組130依據所接收的多個手勢反饋信號，選擇性的產生手勢信號。如步驟S400所述，以觸控筆200依據N個脈衝信號，判斷於掃瞄時間區間中，N個手勢時間區間以外的至少一筆觸時間區間。如步驟S500所述，以觸控筆200於 筆觸時間區間中發射觸控筆信號。如步驟S600所述，以觸控面板100的第二信號線及/或第一信號線接收觸控筆信號以產生筆觸信號。
綜上所述，依據本發明一個或多個實施例所揭露的雙模觸控方法、觸控筆與觸控面板，由觸控面板決定感測觸控筆信號的筆觸時間區間。而觸控筆依據觸控面板傳來的脈衝信號來得知筆觸時間區間，從而於筆觸時間區間中發射觸控筆信號。如此，觸控面板可以避免將使用者手指的觸摸誤判為觸控筆的輸入，也可以避免將觸控筆的輸入誤判為使用者手指的觸摸。
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。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (13)

  1. 一種雙模觸控方法，適於一觸控面板與至少一觸控筆，該觸控面板包含N條第一信號線與M條第二信號線，N與M均為大於一的整數，該方法包含：於一掃描時間區間中的N個手勢時間區間依序控制該N條第一信號線發射對應的N個脈衝信號；於該N個手勢時間區間中每一該手勢時間區間以該M條第二信號線接收對應的M個手勢反饋信號；依據該些手勢反饋信號，選擇性的產生一手勢信號；該至少一觸控筆依據該N個脈衝信號，判斷於該掃瞄時間區間中，該N個手勢時間區間以外的至少一筆觸時間區間；該至少一觸控筆於該至少一筆觸時間區間中發射一觸控筆信號；以及以該觸控面板接收該觸控筆信號以產生一筆觸信號。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該筆觸信號包含：產生該觸控筆信號的該觸控筆的一位置資訊；關於該觸控筆的一筆觸資訊；以及該至少一觸控筆的訊息回饋。
  3. 如請求項2所述的方法，其中該至少一筆觸時間區間的數 量為1，並且於該筆觸時間區間中，係分別以該M條第二信號線，或同時與該N條第一信號線接收該觸控筆信號。
  4. 如請求項3所述的方法，其中該N個脈衝信號中的第i個脈衝信號更包含該N個手勢時間區間中的第i個手勢時間區間與該筆觸時間區間的一時間差資訊，其中i為小於等於N的正整數。
  5. 如請求項3所述的方法，更包含：於第N個手勢時間區間後的一提示時間區間中，控制每一該第一信號線產生一提示信號；其中該筆觸時間區間在該提示時間時間區間後。
  6. 如請求項3至5其中之一所述的方法，其中該位置資訊係由該N條第一信號線與該M條第二信號線所接收的關於該觸控筆信號的(M+N)個觸控筆反饋信號所決定。
  7. 如請求項2所述的方法，其中該至少一筆觸時間區間係N個筆觸時間區間，其中該N個筆觸時間區間中的第i個筆觸時間區間於時間上相鄰於該N個手勢時間區間中的第i個手勢時間區間，i為小於等於N的正整數。
  8. 如請求項7所述的方法，其中於該N個筆觸時間區間中，停能該N條第一信號線。
  9. 如請求項7或8所述的方法，更包含：收集該N個筆觸時間區間中，該M條第二信號線所 接收的M×N個觸控筆反饋信號；以及依據該M×N個觸控筆反饋信號，決定該位置資訊。
  10. 一種觸控筆，包含：一無線接收模組，用以無線地接收來自於一觸控面板的至少一脈衝信號，該至少一脈衝信號中的每一包含關於該脈衝信號產生的時間的一筆資訊；一處理模組，電性連接至該無線接收模組，用以依據該至少一筆資訊，判斷關於該觸控面板的一筆觸時間區間，並於該筆觸時間區間內，選擇性的產生一觸控筆信號，其中該筆資訊係用以指示關於該脈衝信號與該筆觸時間區間的一時間差；以及一無線發射模組，電性連接至該處理模組，用以發射該觸控筆信號。
  11. 一種觸控筆，包含：一無線接收模組，用以無線地接收來自於一觸控面板的至少一脈衝信號，該至少一脈衝信號包含一指示信號用以指示關於一筆觸時間區間的起點；一處理模組，電性連接至該無線接收模組，用以將該指示信號的負緣開始的一預設時間區間，判斷為關於該觸控面板的該筆觸時間區間，並於該筆觸時間區間內，選擇性的產生一觸控筆信號；以及一無線發射模組，電性連接至該處理模組，用以發 射該觸控筆信號。
  12. 一種觸控筆，包含：一無線接收模組，用以無線地接收來自於一觸控面板的至少一脈衝信號；一處理模組，電性連接至該無線接收模組，用以依據該至少一脈衝信號，判斷關於該觸控面板的一筆觸時間區間，並於該筆觸時間內，選擇性的產生一觸控筆信號；一致動模組，電性連接至該處理模組，該致動模組具有一第一狀態與一第二狀態，當該致動模組處於該第一狀態時，該處理模組不產生該觸控筆信號，當該致動模組處於該第二狀態時，該處理模組產生該觸控筆信號；以及一無線發射模組，電性連接至該處理模組，用以發射該觸控筆信號
  13. 一種觸控面板，包含：N條第一信號線；M條第二信號線，與該N條第一信號線交疊且不連接於該N條第一信號線；以及一觸控處理模組，分別電性連接該N條第一信號線與該M條第二信號線，用以於一掃描時間區間內的N個手勢時間區間中，控制該N條第一信號線依序發射一脈 衝信號，並依據該M條第二信號線所接收的M個手勢反饋信號，選擇性的產生一手勢觸控信號，並於該掃瞄時間區間內的N個筆觸時間區間中，控制該N條第一信號線與該M條第二信號線接收一觸控筆信號，並依據對應於該觸控筆信號的至少一觸控筆反饋信號，選擇性的產生一筆觸信號；其中該N個手勢時間區間中的第i個手勢時間區間與該N個筆觸時間區間中的第i個筆觸時間區間於時間上相鄰，M與N為大於一的整數，i為小於等於N的正整數。
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