TWI575435B - 電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置 - Google Patents

電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置 Download PDF

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Description

電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置
本發明是關於一種電容式觸控技術，特別是關於一種電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置。
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。
一般而言，感測裝置是利用自電容(self-capacitance)感測技術及/或互電容(mutual capacitance)感測技術來得知面板是否有被使用者觸碰。在感測過程中，當感測裝置偵測到某個座標位置的電容值的變化時，感測裝置判斷此座標位置有被使用者觸碰。因此，在運作時，感測裝置會對每一個座標位置都儲存有未觸碰的電容值(判斷基線值)，俾利後續接收到最新的電容值(感測值)時，將接收到的感測值與對應的判斷基線值做比對來判斷是否某座標位置有被觸碰。
然而，感測裝置上久置的物件(如，水、手、手的餘溫或其 他導電物件等)常會造成感測裝置誤判。舉例來說，當在判斷基線值更新之前導電物件已久置於感測裝置上時，更新後的判斷基線值則包含了導電物件所引發的電容值，以致更新後的判斷基線值成為後續訊號擷取時的錯誤計算基礎。或者，若久置的導電物件離開後判斷基線值未立即更新，原導電物件所餘留溫度將造成原導電物件所在區塊產生導電物件形狀的觸碰假象，以致感測裝置誤判觸碰存在。
因此，如何有效地避免久置導電物件所造成的誤判，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判斷基線值的更新方法，其包括：讀出複數偵測點的出廠基線值、讀出此些偵測點的記錄基線值、偵測此些偵測點以得到此些偵測點的第一量測值、計算偵測點的第一量測值與對應的出廠基線值之間的第一差異值、計算第一差異值的第一變異量、比較第一變異量與第一閥值、當第一變異量小於第一閥值時，以第一量測值作為偵測點的判斷基線值並基於判斷基線值進行偵測點的位置資訊的感測程序、計算感測點的第一量測值與對應的記錄基線值之間的第二差異值、計算第二差異值的第二變異量、比較第二變異量與第二閥值、當第二變異量小於第二閥值時，以第一量測值作為偵測點的判斷基線值並基於判斷基線值進行感測程序、當第一變異量不小於第一閥值且第二變異量不小於第二閥值時，以出廠基線值作為偵測點的判斷基線值、禁能偵測點的驅動以及進行各偵測點的校驗程序、以及於完成所有偵測點的校驗程 序後，基於判斷基線值進行感測程序。
其中，各偵測點的校驗程序包括：重複偵測此偵測點複數次以得到偵測點的第二量測值、依序進行第二量測值的多階濾波以產生一濾波數列、根據濾波數列與變化門檻依序判定各第二量測值的訊號特性為高頻及低頻中之一、計數在禁能偵測點的驅動下第二量測值的訊號特性連續判定為低頻的連續數量、當第二量測值的訊號特性第一次判定為高頻時，致能偵測點的驅動、計數在致能偵測點的驅動下第二量測值的訊號特性中剩餘者判定為高頻的一累計次數、當連續數量達第三閥值時，再次偵測此偵測點以得到偵測點的第三量測值並以第三量測值更新此偵測點的判斷基線值、以及當累計次數達第四閥值時，再次偵測此偵測點以得到偵測點的第四量測值並以第四量測值更新偵測點的判斷基線值。
在一些實施例中，一種電容式感測裝置，其包括：複數第一電極線、複數第二電極線、一儲存單元以及一感測控制器。此些第一電極線與此些第二電極線交錯，並且第一電極線與第二電極線界定以一矩陣配置之複數偵測點。儲存單元用以儲存複數偵測點的出廠基線值以及記錄基線值。感測控制器電性連接第一電極線、第二電極線以及儲存單元，並且用以執行前述之更新程序。
綜上，根據本發明之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置，其得以避免久置之觸碰元件造成誤判，亦可避免於觸碰事件發生或結束時立即判斷基線值而造成後續量測值錯亂，藉以快速轉換判斷基線值為可用狀態，進而降低判斷基線值的更新次數並節省資 源。
12‧‧‧感測控制器
14‧‧‧訊號感測器
142‧‧‧第一感測層
144‧‧‧第二感測層
16‧‧‧儲存單元
20‧‧‧顯示器
30‧‧‧處理單元
X1~Xn‧‧‧第一電極線
Y1~Ym‧‧‧第二電極線
P(1,1)~P(n,m)‧‧‧偵測點
L1、L3、L5‧‧‧第二量測值
L2、L4、L6‧‧‧濾波數列
δH‧‧‧上閥值
δL‧‧‧上閥值
S41‧‧‧讀出複數偵測點的複數出廠基線值
S43‧‧‧讀出複數偵測點的複數記錄基線值
S45‧‧‧偵測複數偵測點以得到複數偵測點的複數第一量測值
S47‧‧‧計算複數第一量測值與對應的複數出廠基線值之間的複數第一差異值
S49‧‧‧計算複數第一差異值的一第一變異量
S51‧‧‧第一變異量是否小於第一閥值？
S53‧‧‧以複數第一量測值作為複數偵測點的複數判斷基線值
S55‧‧‧基於複數判斷基線值進行複數偵測點的位置資訊的感測程序
S57‧‧‧計算複數第一量測值與對應的複數記錄基線值之間的複數第二差異值
S59‧‧‧計算複數第二差異值的一第二變異量
S61‧‧‧第二變異量是否小於第二閥值？
S63‧‧‧以複數第一量測值作為複數偵測點的複數判斷基線值
S65‧‧‧以複數出廠基線值作為複數偵測點的複數判斷基線值
S67‧‧‧禁能複數偵測點的驅動
S70‧‧‧校驗程序
S71‧‧‧重複偵測一偵測點複數次以得到偵測點的複數第二量測值
S73‧‧‧依序進行此偵測點的複數第二量測值的多階濾波以產生一濾波數列
S75‧‧‧根據濾波數列與變化門檻依序判定此偵測點的各第二量測值的訊號特性為高頻及低頻中之一
S77‧‧‧計數在禁能偵測點的驅動下此偵測點的複數第二量測值的訊號特性連續判定為低頻的連續數量
S79‧‧‧當連續數量達第三閥值時，再次偵測此偵測點以得到此偵測點的第三量測值，並以第三量測值更新此偵測點的判斷基線值
S81‧‧‧當複數第二量測值的訊號特性第一次判定為高頻時，致能偵測點的驅動
S83‧‧‧計數在致能偵測點的驅動下此偵測點的第二量測值的訊號特性中剩餘者判定為高頻的累計次數
S85‧‧‧當累計次數達第四閥值時，再次偵測此偵測點以得到此偵測點的第四量測值，並以第四量測值更新此偵測點的判斷基線值
S91‧‧‧接收到關機訊號
S93‧‧‧根據關機訊號儲存當前的判斷基線值至儲存單元以作為記錄基線值
S95‧‧‧關機
S710‧‧‧是否有下一偵測點？
S750‧‧‧是否有下一第二量測值？
S751‧‧‧高頻或低頻？
S753‧‧‧偵測點是否驅動？
S755‧‧‧是否為第一次判定？
S771‧‧‧計數值加1以得到連續數量
S791‧‧‧比較連續數量與第三閥值
S792‧‧‧是否達第三閥值？
S793‧‧‧再次偵測偵測點以得到偵測點的第三量測值
S795‧‧‧以第三量測值更新偵測點的判斷基線值
S811‧‧‧致能偵測點的驅動
S813‧‧‧設定驅動旗標
S815‧‧‧將計數的連續數量歸零
S831‧‧‧計數值加1以得到累計次數
S851‧‧‧比較累計次數與第四閥值
S852‧‧‧是否達第四閥值？
S853‧‧‧再次偵測偵測點以得到偵測點的第四量測值
S855‧‧‧以第四量測值更新偵測點的判斷基線值
[第1圖]為應用本發明任一實施例之感測裝置的電子裝置的示意圖。
[第2圖]為第1圖中訊號感測器之一實施例的示意圖。
[第3及4圖]為根據本發明一實施例之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法的流程圖。
[第5及6圖]為第4圖中步驟S70的一實施例的流程圖。
[第7至10圖]為第4圖中步驟S70的另一實施例的流程圖。
[第11圖]為一實施例之第二量測值與濾波數列之關係示意圖。
[第12圖]為另一實施例之第二量測值與濾波數列之關係示意圖。
[第13圖]為又一實施例之第二量測值與濾波數列之關係示意圖。
[第14圖]為根據本發明另一實施例之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法的局部流程圖。
第1圖為應用本發明任一實施例之感測裝置的電子裝置的示意圖。第2圖為第1圖中訊號感測器之一實施例的示意圖。在下述的說明中，雖然以電子裝置為例進行說明，但本發明並不以此為限。
參照第1圖，電子裝置包含電容式感測裝置、顯示器20、及處理單元30。電容式感測裝置包含一感測控制器12、一訊號感測器14以及一儲存單元16。感測控制器12連接訊號感測器14與儲存單元16，並且 訊號感測器14位在顯示器20的顯示面上。處理單元30電性連接感測控制器12與顯示器20。
訊號感測器14包括交錯配置的多條電極線，並且此些電極線電性連接至感測控制器12。其中，n及m為正整數。再者，n可等於m，亦可不等於m。
從頂視視角來看，此些電極線包括彼此間隔設置的第一電極線X1~Xn以及彼此間隔設置的第二電極線Y1~Ym。第一電極線X1~Xn與第二電極線Y1~Ym相互交錯，並且界定以一矩陣配置之複數偵測點P(1,1)~P(n,m)(因而提供一感測區)，如第2圖所示。換言之，第一電極線X1~Xn與第二電極線Y1~Ym是構成一個平面座標系統。在一些實施例中，此平面座標系統可為笛卡爾座標系統(Cartesian Coordinate System)、極座標系統、非直角座標系統、或是其他平面座標系統。
並且，交疊後之第一電極線X1~Xn與第二電極線Y1~Ym的頂視圖呈菱形蜂巢狀、網格狀或柵狀。其中，第一電極線X1~Xn與第二電極線Y1~Ym可為一層或多層的圖案化導電薄膜。在一些實施例中(例如：在觸控螢幕等具有顯示器20的應用上)，各圖案化導電薄膜可以為透明或半透明的材質，例如：但不限於氧化銦(ITO)錫薄膜。在另一些實施例中(例如：在電子畫板或手寫板等不具顯示器20的應用上)，各圖案化導電薄膜以為不透光的材質。
於此，感測控制器12可以採用自電容(self-capacitance)觸控技術、互電容(mutual capacitance)觸控技術或正反讀取觸控技術 來感測使用者之觸碰動作。
感測控制器12的執行程序包括偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值的更新程序、偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序以及各偵測點P(1,1)~P(n,m)的校驗程序。
第3及4圖為根據本發明一實施例之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法的流程圖。
於開機時，感測控制器12接收到一開機訊號。感測控制器12根據開機訊號執行偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值的更新程序。
在更新程序中，參照第3圖，感測控制器12從儲存單元16讀出偵測點P(1,1)~P(n,m)的出廠基線值(步驟S41)，以及從儲存單元16讀出偵測點P(1,1)~P(n,m)的記錄基線值(步驟S43)。
並且，感測控制器12偵測所有偵測點P(1,1)~P(n,m)，以得到偵測點P(1,1)~P(n,m)的量測值(以下稱之為第一量測值)(步驟S45)。
於得到偵測點P(1,1)~P(n,m)的第一量測值(步驟S45)後，感測控制器12計算複數第一量測值與其個別對應的複數出廠基線值之間的差異值(以下稱之為第一差異值)(步驟S47)。換言之，感測控制器12計算偵測點P(1,1)的第一量測值與偵測點P(1,1)的出廠基線值之間的第一差異值、計算偵測點P(2,1)的第一量測值與偵測點P(2,1)的出廠基線值之間的第一差異值、、、依此類推至計算偵測點P(n,m)的第一量測值與偵測點P(n,m)的出廠基線值之間的第一差異值。
於計算完所有偵測點P(1,1)~P(n,m)的第一量測值與其個別 對應的出廠基線值之間的第一差異值(步驟S47)後，感測控制器12計算所有第一差異值的平均值與變異量(Variance)(以下稱之為第一變異量)(步驟S49)。
於計算得第一變異量(步驟S49)後，感測控制器12比較第一變異量與一第一閥值(步驟S51)，以確認第一量測值與出廠基線值之間是否具有全等差異現象(即，訊號感測器14的感測區當前的表面狀態相似於出廠時的表面狀態)。在一些實施例中，出廠基線值與第一閥值可為預先儲存在儲存單元16中的一預設值。在一些實施例中，出廠基線值與第一閥值可透過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)以相同感測技術所量測及計算而得。
當第一變異量小於第一閥值(即，具有全等差異現象)時，感測控制器12以偵測點P(1,1)~P(n,m)的第一量測值作為其判斷基線值(步驟S53)，並基於當前之判斷基線值(步驟S53所建立之偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。
於得到偵測點P(1,1)~P(n,m)的第一量測值(步驟S45)後，感測控制器12另計算複數第一量測值與對應的複數記錄基線值之間的差異值(以下稱之為第二差異值)(步驟S57)。換言之，感測控制器12計算偵測點P(1,1)的第一量測值與偵測點P(1,1)的記錄基線值之間的第二差異值、計算偵測點P(2,1)的第一量測值與偵測點P(2,1)的記錄基線值之間 的第二差異值、、、依此類推至計算偵測點P(n,m)的第一量測值與偵測點P(n,m)的記錄基線值之間的第二差異值。
於計算完所有偵測點P(1,1)~P(n,m)的第一量測值與其個別對應的記錄基線值之間的第二差異值(步驟S57)後，感測控制器12計算所有第二差異值的平均值與變異量(以下稱之為第二變異量)(步驟S59)。
於計算得第二變異量(步驟S59)後，感測控制器12比較第二變異量與一第二閥值(步驟S61)，以確認第一量測值與記錄基線值之間是否具有全等差異現象(即，訊號感測器14的感測區當前的表面狀態相似於前次關機時的表面狀態)。在一些實施例中，第二閥值可為預先儲存在儲存單元16中的另一預設值。在一些實施例中，此第二閥值可透過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)以相同感測技術所量測及計算而得。
當第二變異量小於第二閥值時，感測控制器12以偵測點P(1,1)~P(n,m)的第一量測值作為其判斷基線值(步驟S63)，並基於當前之判斷基線值(步驟S63所建立之偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。
然而，當第一變異量不小於第一閥值且第二變異量不小於第二閥值(即，不存在全等差異現象，其表示開機時可能已有不同觸碰元件在感測區上或有新的局部雜訊等影響感測結果的因子存在於訊號感測器14上)時，感測控制器12以所有偵測點P(1,1)~P(n,m)的出廠基線值作為 其判斷基線值(步驟S65)，並且禁能偵測點P(1,1)~P(n,m)的驅動(步驟S67)。換言之，感測控制器12不驅動偵測點P(1,1)~P(n,m)，即不進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序。在步驟S67的一實施例中，感測控制器12不提供驅動電壓給偵測點P(1,1)~P(n,m)。在步驟S67的另一實施例中，感測控制器12將偵測點P(1,1)~P(n,m)接地。
於禁能偵測點P(1,1)~P(n,m)的驅動(步驟S67)後，感測控制器12進行各偵測點P(1,1)~P(n,m)的校驗程序(步驟S70)。
第5及6圖為第4圖中步驟S70的一實施例的流程圖。
以一個偵測點P(1,1)的校驗程序為例，在校驗程序中，參照第5圖，感測控制器12重複偵測偵測點P(1,1)複數次(連續偵測偵測點P(1,1))以得到偵測點P(1,1)的複數量測值(以下稱之為第二量測值)(步驟S71)。
於重複偵測偵測點P(1,1)複數次(步驟S71)後，感測控制器12依序進行偵測點P(1,1)的複數第二量測值的多階濾波以產生一濾波數列(步驟S73)。
在一些實施例中，多階濾波能以卷積計算(如下列公式一所式)實現。
其中，y[t]為偵測點P(1,1)的卷積值、t為偵測順序、k為濾波的階數、x[t-i]為偵測點P(1,1)的第二量測值，以及b[i]為多階濾波函數。於此，多階濾波函數可採用高通濾波(HPF)拓樸或低通濾波(HPF) 拓樸。換言之，此多階濾波可為高通濾波或低通濾波。
舉例來說，以10階高通濾波函數為例，每一階的濾波函數值如下：b1=-0.025120904、b2=-0.050093264、b3=-0.094839125、b4=-0.191258273、b5=-0.629379518、b6=0.629379518、b7=0.191258273、b8=0.094839125、b9=0.050093264、以及b10=0.025120904。
另外，以偵測18次(步驟S71)、4階高通濾波以及觸碰元件為手為例，產生的濾波數列如下表一所示。
於產生偵測點P(1,1)的濾波數列(步驟S73)後，感測控制器12根據此濾波數列與一變化門檻依序判定第二量測值的訊號特性為高頻及低頻中之一(步驟S75)。
於此，感測控制器12計數在禁能複數偵測點P(1,1)~P(n,m)的驅動下偵測點P(1,1)的複數第二量測值的訊號特性連續判定為低頻的數量(以下稱之為連續數量)(步驟S77)。
於計數連續數量(步驟S77)後，感測控制器12會確認連續數量是否達第三閥值。當連續數量達第三閥值時，感測控制器12會再次偵測此偵測點P(1,1)以得到偵測點P(1,1)的量測值(以下稱之為第三量測值)，並且以再次得到之偵測點P(1,1)的第三量測值更新偵測點P(1,1)的判斷基線值(步驟S79)。在一些實施例中，第三閥值可為預先儲存在儲存單元16中的一預設值。在一些實施例中，第三閥值為正整數。在一些實施例中，第三閥值大於1且小於步驟S71中重複偵測偵測點的次數。
參照第6圖，當偵測點P(1,1)的複數第二量測值的訊號特性第一次判定為高頻時，感測控制器12致能複數偵測點P(1,1)~P(n,m)的驅動(步驟S81)。於此，雖以驅動全部偵測點P(1,1)~P(n,m)為例，但本發 明不限於此，亦可是驅動具有進行判定之偵測點P(1,1)一定感測區域(以a*b為例)的多個偵測點P(1,1)~P(a,b)。其中，a為小於n且大於1之正整數，而b為小於m且大於1之正整數。為方便說明，以下仍以驅動全部偵測點P(1,1)~P(n,m)為例進行說明。
於因第一次判定為高頻而驅動偵測點P(1,1)~P(n,m)(步驟S81)後，感測控制器12計數在致能複數偵測點P(1,1)~P(n,m)的驅動下偵測點P(1,1)的複數第二量測值的訊號特性中剩餘者判定為高頻的次數(以下稱之為累計次數)(步驟S83)。
於計數累計次數(步驟S83)後，感測控制器12會確認累計次數是否達第四閥值。當累計次數達第四閥值時，感測控制器12會再次偵測此偵測點P(1,1)以得到偵測點P(1,1)的量測值(以下稱之為第四量測值)，並且以再次得到之偵測點P(1,1)的第四量測值更新偵測點P(1,1)的判斷基線值(步驟S85)。在一些實施例中，第四閥值可為預先儲存在儲存單元16中的一預設值。在一些實施例中，第四閥值為正整數。在一些實施例中，第四閥值大於1且小於步驟S71中重複偵測偵測點的次數。
於完成所有P(1,1)~P(n,m)的校驗程序(步驟S70)後，感測控制器12則基於當前之判斷基線值(步驟S70所檢驗後最後得到的偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。
第7至10圖為第4圖中步驟S70的另一實施例的流程圖。
參照第7圖，在步驟S75的一些實施例中，感測控制器12會 逐一判斷各第二量測值的訊號特性為高頻或低頻(步驟S751)。當感測控制器12判定第二量測值的訊號特性為低頻時，感測控制器12確認偵測點P(1,1)~P(n,m)是否驅動(步驟S753)。
參照第7圖，在步驟S77的一些實施例中，當感測控制器12判定第二量測值的訊號特性為低頻且確認偵測點P(1,1)~P(n,m)未驅動時，感測控制器12控制一計數器(以下稱之為第一計數器)將其計數值加1以得到連續數量(即，第一計數器的計數值)(步驟S771)。
參照第7及8圖，在步驟S83的一些實施例中，於計數連續數量(步驟S771)後，感測控制器12會比較連續數量與第三閥值(步驟S791)，以確認連續數量是否達第三閥值(步驟S792)。當連續數量達第三閥值時，感測控制器12再次偵測此偵測點P(1,1)，以得到偵測點P(1,1)的第三量測值(步驟S793)。然後，感測控制器12則以得到之偵測點P(1,1)的第三量測值(步驟S793所得到的第三量測值)更新偵測點P(1,1)的判斷基線值(步驟S795)。於更新後，感測控制器12會確認此偵測點P(1,1)是否為最後一偵測點，即是否還有下一偵測點未進行校驗程序(步驟S710)。當還有下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則進行下一偵測點P(2,1)的校驗程序(即，返回執行步驟S71)。當無下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則基於當前之判斷基線值(步驟S70所檢驗後最後得到的偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。當連續數量未達第三閥值時，感測控制器12會確認此偵測點P(1,1)是否有下一第二量測值要判 定訊號特性(步驟S750)。當有下一第二量測值時，感測控制器12則繼續判斷下一第二量測值為高頻或低頻(即，返回執行步驟S751)。當無下一第二量測值時，感測控制器12確認此偵測點P(1,1)是否為最後一偵測點，即是否還有下一偵測點未進行校驗程序(步驟S710)。
當感測控制器12判定第二量測值的訊號特性為低頻且確認偵測點P(1,1)~P(n,m)驅動時，感測控制器12會確認此偵測點P(1,1)是否有下一第二量測值要判定訊號特性(步驟S750)。當有下一第二量測值時，感測控制器12則繼續判斷下一第二量測值為高頻或低頻(即，返回執行步驟S751)。當無下一第二量測值時，感測控制器12確認此偵測點P(1,1)是否為最後一偵測點，即是否還有下一偵測點未進行校驗程序(步驟S710)。當還有下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則進行下一偵測點P(2,1)的校驗程序(即，返回執行步驟S71)。當無下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則基於當前之判斷基線值(步驟S70所檢驗後最後得到的偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。
參照第7及9圖，當感測控制器12判定第二量測值的訊號特性為高頻時，感測控制器12確認是否有一驅動旗標，以確認此偵測點P(1,1)的第二量測值是否第一次判定為高頻(步驟S755)。
參照第9圖，在步驟S81的一些實施例中，當無驅動旗標(表示第一次判定為高頻)時，感測控制器12會致能偵測點P(1,1)~P(n,m)的驅動(步驟S811)並且設定驅動旗標(步驟S813)。除了驅動偵測點 P(1,1)~P(n,m)(步驟S811)，感測控制器12還會將第一計數器歸零，即將計數的連續數量歸零(步驟S815)。然後，感測控制器12確認此偵測點P(1,1)是否有下一第二量測值要判定訊號特性(步驟S750)。當有下一第二量測值時，感測控制器12則繼續判斷下一第二量測值為高頻或低頻(即，返回執行步驟S751)。當無下一第二量測值時，感測控制器12確認此偵測點P(1,1)是否為最後一偵測點，即是否還有下一偵測點未進行校驗程序(步驟S710)。當還有下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則進行下一偵測點P(2,1)的校驗程序(即，返回執行步驟S71)。當無下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則基於當前之判斷基線值(步驟S70所檢驗後最後得到的偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。
參照第9及10圖，在步驟S83的一些實施例中，當無驅動旗標(表示第一次判定為高頻)時，感測控制器12控制另一計數器(以下稱之為第二計數器)將其計數值加1以得到累計次數(即，第二計數器的計數值)(步驟S831)。
參照第10圖，在步驟S85的一些實施例中，於計數累計次數(步驟S831)後，感測控制器12會比較累計次數與第四閥值(步驟S851)，以確認累計次數是否達第四閥值(步驟S852)。當累計次數達第四閥值時，感測控制器12再次偵測此偵測點P(1,1)，以得到偵測點P(1,1)的第四量測值(步驟S853)。然後，感測控制器12則以得到之偵測點P(1,1)的第四量測值(步驟S853所得到的第四量測值)更新偵測點P(1,1)的判斷基線 值(步驟S855)。於更新後，感測控制器12會確認此偵測點P(1,1)是否為最後一偵測點，即是否還有下一偵測點未進行校驗程序(步驟S710)。當還有下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則進行下一偵測點P(2,1)的校驗程序(即，返回執行步驟S71)。當無下一偵測點未進行校驗程序時，感測控制器12則基於當前之判斷基線值(步驟S70所檢驗後最後得到的偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值)進行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序(步驟S55)。當累計次數未達第四閥值時，感測控制器12會確認此偵測點P(1,1)是否有下一第二量測值要判定訊號特性(步驟S750)。當有下一第二量測值時，感測控制器12則繼續判斷下一第二量測值為高頻或低頻(即，返回執行步驟S751)。當無下一第二量測值時，感測控制器12確認此偵測點P(1,1)是否為最後一偵測點，即是否還有下一偵測點未進行校驗程序(步驟S710)。
在一些實施例中，感測控制器12能一次掃描全部偵測點P(1,1)~P(n,m)並重複掃描複數次，以得到全部偵測點P(1,1)~P(n,m)的第二量測值。然後，感測控制器12再逐一執行各偵測點的複數第二量測值的多階濾波以及後續訊號特性的判定。
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。
在一些實施例中，變化門檻包括一上閥值。舉例來說，以觸碰元件為水為例，參照第11圖，L1為此偵測點的第二量測值，而L2為此偵測點的濾波數列。於此，上閥值δH可設定為30，因此第1至12及14至24 次偵測所得的第二量測值的訊號特性會判定為低頻，而第13次偵測所得的第二量測值的訊號特性會判定為高頻。此時，在第12次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，連續數量會為12。在第13次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，感測控制器12驅動偵測點P(1,1)~P(n,m)。
在一些實施例中，變化門檻包括一下閥值。舉例來說，以觸碰元件為手且觸碰元件久置於訊號感測器14上不離開為例，參照第12圖，L3為此偵測點的第二量測值，而L4為此偵測點的濾波數列。於此，下閥值δL可設定為-30，因此第1至12及14至24次偵測所得的第二量測值的訊號特性會判定為低頻，而第13次偵測所得的第二量測值的訊號特性會判定為高頻。此時，在第12次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，連續數量會為12。在第13次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，感測控制器12驅動偵測點P(1,1)~P(n,m)。
在一些實施例中，變化門檻包括一上閥值以及一下閥值。舉例來說，以觸碰元件為手為例，參照第13圖，L5為此偵測點的第二量測值，而L6為此偵測點的濾波數列。於此，上閥值δH可設定為30，並且下閥值δL可設定為-30，因此第1至12、14至21、23及24次偵測所得的第二量測值的訊號特性會判定為低頻，而第13及22次偵測所得的第二量測值的訊號特性會判定為高頻。此時，在第12次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，連續數量會為12。在第13次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，感測控制器12驅動偵測點P(1,1)~P(n,m)。在第24次偵測所得的第二量測值的訊號特性的判定後，累計次數會為1。然而，雖然前述 是以上閥值為下閥值的相反數為例，但本發明不限於此，例如：上閥值亦可不為下閥值的相反數。
在上述實施方式中所描述的「記錄基線值」為感測裝置前一次關機時所使用的判斷基線值。在一些實施例中，參照第14圖，當感測控制器12接收到一關機訊號(步驟S91)時，感測控制器12根據關機訊號儲存偵測點P(1,1)~P(n,m)之當前的判斷基線值至儲存單元16以作為偵測點P(1,1)~P(n,m)的記錄基線值(步驟S93)，然後再完成關機(步驟S95)。
在上述實施方式中雖是描述感測控制器12是於開機後執行偵測點P(1,1)~P(n,m)的判斷基線值的更新程序，但本發明不現於此。在一些實施例中，除開機時執行外，感測控制器12亦會於執行偵測點P(1,1)~P(n,m)的位置資訊的感測程序的過程中每隔一間隔時間即執行一次判斷基線值的更新程序。並且，每次的間隔時間可依據需求設計為相同間隔時間，亦設計成不同間隔時間。
在上述實施方式中所描述的「全等差異現象」是表示對應兩值之間的差距均大致上為等距。
在上述實施方式中所描述的「位置資訊」可以是但不限於觸碰座標，此觸碰座標可以是但不於相對座標、絕對座標、或其他能表現所輸入位置的資訊。再者，此位置資訊在觸碰元件觸碰訊號感測器14時由處理單元30所獲得的。
在一些實施例中，處理單元30可與電容式感測裝置設置在同一殼體，或者與電容式感測裝置設置在不同殼體(例如：主機中的處理 器)。
在一些實施例中，電子裝置可以是但不限於智慧型手機(smart phone)、導航機(PND)、數位相框(PDF)、電子書(e-book)、筆記型電腦(netbook)、平版電腦(Tablet or Pad)、觸控面板、電子畫板或手寫板等。
若電子裝置為觸控面板或具有觸控面板的裝置，可以是用手指或觸控筆等觸碰元件來發生觸碰事件；若電子裝置為電子畫板，可以是用電子畫板對應的觸碰元件(如，觸碰畫筆)來發生觸碰事件；若電子裝置為手寫板，可以是用手寫板對應的觸碰元件(如，手寫筆或手指)來發生觸碰事件。
在一些實施例中，根據本發明之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法可由一電腦程式產品實現，以致於當電腦(即，前述之電子裝置)載入程式並執行後可完成根據本發明任一實施例之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法。在一些實施例中，電腦程式產品可為一可讀取記錄媒體，而上述程式則儲存在可讀取記錄媒體中供電腦載入。在一些實施例中，上述程式本身即可為電腦程式產品，並且經由有線或無線的方式傳輸至電腦中。
綜上，在本發明的實施例中，透過確認當前量測值(第一量測值)與出廠基線值之間或與記錄基線值之間是否具有全等差異現象來決定是否採用當前量測值作為進行接續的感測程序所使用的判斷基線值。於具有此現象時，採用當前量測值作為判斷基線值。於不具有此現象時，則 採用出廠基線值作為判斷基線值並進行各偵測點的判斷基線值的校驗程序。在校驗程序中，透過偵測各偵測點的量測值(第二量測值)的訊號特性為高頻或低頻來決定是否以當前量測值(第三或第四量測值)更新對應之判斷基線值與更新的時機。換言之，對量測到訊號(第二量測值)之變更速率高者，採延遲更新判斷基線值；變更速率低者，則於超過更新累進變化值(第三閥值)時才做更新。
因此，根據本發明之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置，其得以避免久置之觸碰元件造成誤判，亦可避免於觸碰事件發生或結束時立即判斷基線值而造成後續量測值錯亂，藉以快速轉換判斷基線值為可用狀態，進而降低判斷基線值的更新次數並節省資源。
S70‧‧‧校驗程序
S71‧‧‧重複偵測一偵測點複數次以得到偵測點的複數第二量測值
S73‧‧‧依序進行此偵測點的複數第二量測值的多階濾波以產生一濾波數列
S75‧‧‧根據濾波數列與變化門檻依序判定此偵測點的各第二量測值的訊號特性為高頻及低頻中之一
S77‧‧‧計數在禁能偵測點的驅動下此偵測點的複數第二量測值的訊號特性連續判定為低頻的連續數量
S79‧‧‧當連續數量達第三閥值時，再次偵測此偵測點以得到此偵測點的第三量測值，並以第三量測值更新此偵測點的判斷基線值
S81‧‧‧當複數第二量測值的訊號特性第一次判定為高頻時，致能偵測點的驅動
S83‧‧‧計數在致能偵測點的驅動下此偵測點的第二量測值的訊號特性中剩餘者判定為高頻的累計次數
S85‧‧‧當累計次數達第四閥值時，再次偵測此偵測點以得到此偵測點的第四量測值，並以第四量測值更新此偵測點的判斷基線值

Claims (14)

  1. 一種電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，包括：讀出複數偵測點的複數出廠基線值；讀出該複數偵測點的複數記錄基線值；偵測該複數偵測點以得到該複數偵測點的複數第一量測值；計算該複數偵測點的該複數第一量測值與對應的該複數出廠基線值之間的複數第一差異值；計算該複數第一差異值的一第一變異量；比較該第一變異量與一第一閥值；當該第一變異量小於該第一閥值時，以該複數第一量測值作為該複數偵測點的複數判斷基線值，並基於該複數判斷基線值進行該複數偵測點的位置資訊的感測程序；計算該複數感測點的該複數第一量測值與對應的該複數記錄基線值之間的複數第二差異值；計算該複數第二差異值的一第二變異量；比較該第二變異量與一第二閥值；當該第二變異量小於該第二閥值時，以該複數第一量測值作為該複數偵測點的該複數判斷基線值，並基於該複數判斷基線值進行該感測程序；當該第一變異量不小於該第一閥值且該第二變異量不小於該第二閥值時，以該複數出廠基線值作為該複數偵測點的該複數判斷基線值、禁能該複數偵測點的驅動、以及進行各該偵測點的校驗程序，其中各該偵測點的該校驗程序包括：重複偵測該偵測點複數次以得到該偵測點的複數第二量測值； 依序進行該複數第二量測值的多階濾波以產生一濾波數列；根據該濾波數列與一變化門檻依序判定該第二量測值的訊號特性為高頻及低頻中之一；計數在禁能該複數偵測點的驅動下該複數第二量測值的該複數訊號特性連續判定為低頻的一連續數量；當該第二量測值的該訊號特性第一次判定為高頻時，致能該複數偵測點中之複數者的驅動；計數在致能該複數偵測點的驅動下該複數第二量測值的該複數訊號特性中剩餘者判定為高頻的一累計次數；當該連續數量達一第三閥值時，再次偵測該偵測點以得到該偵測點的一第三量測值，並以該第三量測值更新該偵測點的該判斷基線值；以及當該累計次數達一第四閥值時，再次偵測該偵測點以得到該偵測點的一第四量測值，並以該第四量測值更新該偵測點的該判斷基線值；以及於完成所有該偵測點的該校驗程序後，基於該複數判斷基線值進行該感測程序。
  2. 如請求項1所述之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，更包括：接收一關機訊號；以及根據該關機訊號儲存當前該複數判斷基線值為該複數記錄基線值。
  3. 如請求項1所述之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，其中該變化門檻包括一上閥值，以及各該第二量測值的該訊號特性的該判定步驟包括：當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值小於該上閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為低頻；以及當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不小於該上閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻。
  4. 如請求項1所述之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，其中該變化門檻包括一下閥值，以及各該第二量測值的該訊號特性的該判定步驟包括：當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為低頻；以及當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻。
  5. 如請求項1所述之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，其中該變化門檻包括一上閥值以及一下閥值，以及各該第二量測值的該訊號特性的該判定步驟包括：當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值小於該上閥值且大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為低頻；當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不小於該上閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻；以及當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻。
  6. 如請求項1所述之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，其中該多階濾波為高通濾波。
  7. 如請求項1所述之電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法，其中該多階濾波為低通濾波。
  8. 一種電容式感測裝置，包括：複數第一電極線；複數第二電極線，該些第一電極線與該些第二電極線交錯，並且該些第一電極線與該些第二電極線界定以一矩陣配置之複數偵測點；一儲存單元，用以儲存複數偵測點的複數出廠基線值以及複數記錄基線值；以及一感測控制器，電性連接該些第一電極線、該些第二電極線以及該儲存單元，該感測控制器用以執行一更新程序，該更新程序包括：從該儲存單元讀出該複數出廠基線值；從該儲存單元讀出該複數記錄基線值；偵測該複數偵測點以得到該複數偵測點的複數第一量測值；計算該複數偵測點的該複數第一量測值與對應的該複數出廠基線值之間的複數第一差異值；計算該複數第一差異值的一第一變異量；比較該第一變異量與一第一閥值；當該第一變異量小於該第一閥值時，以該複數第一量測值作為該複數偵測點的複數判斷基線值，並基於該複數判斷基線值進行該複數偵測點的位置資訊的感測程序； 計算該複數感測點的該複數第一量測值與對應的該複數記錄基線值之間的複數第二差異值；計算該複數第二差異值的一第二變異量；比較該第二變異量與一第二閥值；當該第二變異量小於該第二閥值時，以該複數第一量測值作為該複數偵測點的該複數判斷基線值，並基於該複數判斷基線值進行該感測程序；當該第一變異量不小於該第一閥值且該第二變異量不小於該第二閥值時，以該複數出廠基線值作為該複數偵測點的該複數判斷基線值、禁能該複數偵測點的驅動、以及進行各該偵測點的校驗程序，其中各該偵測點的該校驗程序包括：重複偵測該偵測點複數次以得到該偵測點的複數第二量測值；依序進行該複數第二量測值的多階濾波以產生一濾波數列；根據該濾波數列與一變化門檻依序判定該第二量測值的訊號特性為高頻及低頻中之一；計數在禁能該複數偵測點的驅動下該複數第二量測值的該複數訊號特性連續判定為低頻的一連續數量；當該第二量測值的該訊號特性第一次判定為高頻時，致能該複數偵測點中之複數者的驅動；計數在致能該複數偵測點的驅動下該複數第二量測值的該複數訊號特性中剩餘者判定為高頻的一累計次數； 當該連續數量達一第三閥值時，再次偵測該偵測點以得到該偵測點的一第三量測值，並以該第三量測值更新該偵測點的該判斷基線值；以及當該累計次數達一第四閥值時，再次偵測該偵測點以得到該偵測點的一第四量測值，並以該第四量測值更新該偵測點的該判斷基線值；以及於完成所有該偵測點的該校驗程序後，基於該複數判斷基線值進行該感測程序。
  9. 如請求項8所述之電容式感測裝置，其中該感測控制器更執行：接收一關機訊號；以及根據該關機訊號儲存當前的該複數判斷基線值至該儲存單元以作為該複數記錄基線值。
  10. 如請求項8所述之電容式感測裝置，其中該變化門檻包括一上閥值，以及該感測控制器執行之各該第二量測值的該訊號特性的該判定步驟包括：當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值小於該上閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為低頻；以及當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不小於該上閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻。
  11. 如請求項8所述之電容式感測裝置，其中該變化門檻包括一下閥值，以及該感測控制器執行之各該第二量測值的該訊號特性的該判定步驟包括： 當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為低頻；以及當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻。
  12. 如請求項8所述之電容式感測裝置，其中該變化門檻包括一上閥值以及一下閥值，以及該感測控制器執行之各該第二量測值的該訊號特性的該判定步驟包括：當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值小於該上閥值且大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為低頻；當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不小於該上閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻；以及當該濾波數列中對應該第二量測值的濾波值不大於該下閥值時，判定該第二量測值的該訊號特性為高頻。
  13. 如請求項8所述之電容式感測裝置，其中該多階濾波為高通濾波。
  14. 如請求項8所述之電容式感測裝置，其中該多階濾波為低通濾波。
TW105105188A 2016-02-22 2016-02-22 電容式感測裝置的判斷基線值的更新方法及電容式感測裝置 TWI575435B (zh)

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