TWI604356B - 觸控系統及其觸控偵測方法 - Google Patents

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Description

觸控系統及其觸控偵測方法
本發明關於一種觸控系統及其觸控偵測方法，特別是關於一種應用於觸控面板上表面有極性物質例如水、手掌或雜訊等，可即時且有效地更新判斷觸控訊號的方法。
觸控面板或觸控螢幕是主要的現代人機介面之一，作為一種位置辨識裝置，能夠巧妙的結合輸入和顯示介面，故具有節省裝置空間和操作人性化的優點，目前已非常廣泛應用在各式消費性或者工業性電子產品上。舉例：個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、掌上型電腦(palm-sized PC)、平板電腦(tablet computer)、行動電話(mobile phone)、資訊家電(Information Appliance)、銷售櫃員機(Point-Of-Sale，POS)等裝置上。
隨著觸控面板廣泛應用在各式電子產品上，使用者對於中大尺寸觸控面板需求的亦隨之增溫。為了避免使用觸控面板時，手掌或手腕誤觸到觸控面板，如何有效地判斷或防止誤觸，讓手掌或手腕能輕鬆置放在螢幕上進行操作，或是在任何使用環境中，可能因環境潮溼造成觸控面板上容易有水漬殘留，抑或是溫度變化對於觸控面板的影響，是目前觸控技術中必須解決的技術問題。
為解決上述問題，目前習知方法是不作動時即進行更新基底 訊號值，作動時則不會有任何基底訊號更新動作。然而，當系統開機時，觸控面板的表面若已經有手掌或殘留水漬等，習知方法可能造成觸控面板長時間收到異質訊號的觸控訊號時，而可能為異常操作。如何避免上述異常操作，使得觸控面板不會因為長時間有雜質例如水、手掌在其面板上，而誤判為指向觸控而產生作動(active)訊號，且不做基底訊號更新動作，會造成偵測時基底訊號不同，而處理單元卻沒有偵測到異常。此外，亦可能造成一旦雜質離開觸控面板，此時欲進行指向觸控，也可能造成指向觸控被錯誤判斷。
鑑於上述發明背景，本發明藉由判斷基底訊號之訊號狀態相同的累積次數，來決定是否更新基底訊號。採用本發明之觸控偵測方法，異質訊號利如水漬、手掌等負訊號狀態隨著每次更新，而逐漸減少其影響訊號值，最終使得負訊號狀態於偵測期間消失，而可消除異常操作或是減少異常開機的影響，並可避免長時間偵測到負訊號而造成基底訊號錯誤。
為了達到上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明實施例提供一種觸控偵測方法，包括：進行至少一偵測動作，以得到一訊號點之一基底訊號值及一訊號狀態，其中該訊號狀態包括一由指向觸控所產生的正狀態及一由異質觸控所產生的負狀態；擷取前一次該偵測動作所產生一前次的訊號狀態，以及目前該偵測動作所產生一現時的訊號狀態；比較該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態，當該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態為相同的訊號狀態，則累加計次，以得到一累計次數；判斷該累計次數是否超過一閾限值；以及，若該累計次數超過該閾限值，則進 行一基底訊號更新動作。其中，閾限值可依據偵測該訊號點時所測得雜訊量增加而降低其數值。
在一實施例中，比較該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態之步驟中，當該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態為不相同時，則將該累計次數歸零。
在一實施例中，若該累計次數小於或等於該閾限值，則不進行該基底訊號更新動作。
在一實施例中，其中該基底訊號更新動作之步驟包括：偵測該訊號點是否作動；以及，當該訊號點無作動時，更新該訊號點的該基底訊號值(Z)為一前次的基底訊號值(Y)加上一第一係數(a)乘以一現時的基底訊號值與該前次的基底訊號值之一差值(X-Y)，也就是新的基底訊號值為Z=(X-Y)*a+Y。相反地，當該訊號點作動時，更新該訊號點的該基底訊號值(Z)為該前次的基底訊號值(Y)加上一第二係數(b=+1,+2,+3...)乘以該前次的訊號狀態(Y’)，也就是新的基底訊號值為Z=Y+b*Y’。其中，第一係數可為任意數值，第二係數可為任意正整數，其依據偵測該訊號點時所測得雜訊量增加而增加其數值。
為了達到上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明實施例提供一種觸控系統，包含複數條驅動電極及複數條感測電極，其中複數條驅動電極與複數條感測電極之間具有多個互相重疊卻不互相接觸的區域；以及一偵測裝置，電性連接複數條驅動電極與複數條感測電極，該偵測裝置包含一控制模組、一驅動訊號產生模組、一感測訊號接收模組等，其中控制模組包含一處理單元，用以執行上述觸控偵測方法並運算及儲存 其結果，即未更新或更新後的基底訊號，驅動模組包含一升壓驅動單元，感測模組包含一低通濾波器、複數個類比數位訊號轉換器及線路切換器、一電容模組等。
本發明的主要精神之一，在於當溫度、水、手掌或手腕誤觸到觸控螢幕時，如何解決當誤觸所產生的偵測點訊號所造成的基底訊號值改變，造成觸控系統容易錯誤而導致誤判指向訊號。
100‧‧‧觸控系統
110‧‧‧偵測裝置
120‧‧‧驅動電極
130‧‧‧感測電極
200‧‧‧觸控系統
210‧‧‧偵測裝置
220‧‧‧驅動電極
225‧‧‧一組驅動電極
225A‧‧‧第一組驅動電極
225B‧‧‧第二組驅動電極
225C‧‧‧第三組驅動電極
225D‧‧‧第四組驅動電極
230‧‧‧感測電極
S10-S90、S90a、S90b‧‧‧步驟
第一圖，其為一實施例的一觸控系統之示意圖。
第二圖，其為另一實施例的一觸控系統之示意圖。
第三圖，其為根據本發明中一實施例的觸控偵測方法之一流程示意圖。
本領域的普通技術人員可以理解到，本發明實施例提供之方法所包含的各個步驟，其執行順序未必依照該實施例所示的順序，除非各個步驟之間有特別說明的依存關係，否則本發明並不限定各個步驟之間的執行順序。除此之外，在不影響本發明所提供之精神的情況下，各個步驟之間可以插入其他步驟。如此衍生出的實作範例，也會落入本發明的範圍當中。
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之一示意圖。此觸控系統100包含位於觸控區上的複數條驅動電極120，以及複數條感測電極130。這些驅動電極120與感測電極130均連接至一偵測裝置110。偵測裝置110包含一控制模組、一驅動訊號產生模組、一感測訊 號接收模組等，其中控制模組包含一處理單元，用以執行下述觸控偵測方法並運算及儲存其結果，即未更新或更新後的基底訊號，驅動模組包含一升壓驅動單元，感測模組包含一低通濾波器、複數個類比數位訊號轉換器及線路切換器、一電容模組等。此外，偵測裝置110可以再透過其他介面將感測到的觸控事件資訊傳送到其他電路或模組，例如一電腦系統的主要處理器。
驅動電極120與感測電極130之間會有多個互相重疊卻不互相接觸的區域。在對觸控區進行一次掃描的時候，偵測裝置110會輪流令複數條驅動電極120發出驅動信號，然後令複數條感測電極130進行偵測，在每一驅動電極120及每一感測電極130重複的點通常被定義為至少有一個訊號點，且通常在系統開機時或是無作動時，會不時地進行掃描，來得到每一訊號點之基底訊號。當驅動某一驅動電極120，且某一感測電極130偵測到有電性變化時，偵測裝置110可以判斷出有觸控事件發生在該某一驅動電極120與該某一感測電極130互相重疊的區域當中或其附近，藉由與上述所得基底訊號進行後續運算，而產生指向訊號。因此，若要對觸控區內所有的重疊區域進行掃描，至少必須要對複數條驅動電極120輪流驅動一次。
參考第二圖所示，其為根據本發明另一實施例的一觸控系統200之一示意圖。此觸控系統200包含位於觸控區上的複數條驅動電極220，以及複數條感測電極230。這些驅動電極220與感測電極230均連接至一偵測裝置210。偵測裝置210可以再透過其他介面將感測到的觸控事件資訊傳送到其他電路或模組，例如一電腦系統的主要處理器。
驅動電極220與感測電極230之間會有多個互相重疊卻不互 相接觸的區域。第二圖與第一圖所示之範例不同之處在於，複數條驅動電極220被分成複數組驅動電極225A-225D。如第二圖所示之實施例中，每四條驅動電極220被歸為一組驅動電極225，而總共有四組驅動電極225A至225D。除了第一組之外，每一組驅動電極225的第一條驅動電極都與前一組驅動電極225的最後一條驅動電極相鄰。本領域的普通技術人員可以理解到，雖然第二圖所示的實施例採用四組驅動電極及每組四條驅動電極的範例，但本發明並不限定總共有幾組驅動電極，也不限定每一組驅動電極當中有幾條驅動電極。
以下說明本發明藉由判斷基底訊號之訊號狀態相同的累積次數，來決定是否更新上述基底訊號，而可消除異常操作或是減少異常開機的影響，並可避免長時間偵測到負訊號而造成基底訊號錯誤。請參考第三圖所示，其為根據本發明一實施例的觸控偵測方法之一流程示意圖。
步驟S10：進行至少一偵測動作，以得到至少一訊號點之一基底訊號值X/Y(base/prebase)及一訊號狀態X’/Y’(state/prestate)。其中，訊號狀態包括一可能由指向觸控所產生的正狀態(+)及一可能由異質觸控所產生的負狀態(-)。如第一圖所示觸控系統100之實施例，偵測裝置110會輪流令複數條驅動電極120發出驅動信號，然後令複數條感測電極130進行偵測，以得到複數個基底訊號值及其訊號狀態。抑或，如第二圖所示觸控系統200之實施例，偵測裝置210會輪流令每一組驅動電極225發出驅動信號，然後令複數條感測電極230進行偵測，以得到複數個基底訊號值及其訊號狀態。
步驟S20：擷取前一次該偵測動作所產生該訊號點之一前次 的訊號狀態(prestate)Y’，及目前該偵測動作所產生該訊號點之一現時的訊號狀態(state)X’。
步驟S30：比較該訊號點之現時的訊號狀態X’及前次的訊號狀態Y’。
步驟S40：當該現時的訊號狀態X’及該前次的訊號狀態Y’為相同的訊號狀態，則累加計次，也就是累積相同的訊號狀態持續之次數，以得到一累計次數。
步驟S50：當該現時的訊號狀態X’及該前次的訊號狀態Y’為不相同時，則將該累計次數歸零。
步驟S60：接續步驟S40或步驟S50，判斷該累計次數是否超過一閾限值。其中，閾限值(Threshold limit value，TH)被設定之次數可依據偵測該訊號點時所測得雜訊量來調整，當步驟S10中的偵測動作所量測得的雜訊量增加，則觸控系統將會降低閾限值之數值，以增加基底訊號更新動作的速度，減少觸控系統容易錯誤而導致誤判的機率。
步驟S70：接續步驟S60，若該累計次數小於或等於該閾限值，則不進行基底訊號更新動作。
步驟S80：接續步驟S60，若該累計次數超過該閾限值，則進行一基底訊號更新動作。
步驟S90：接續步驟S80，偵測該訊號點是否作動。也就是說，偵測上述訊號點上是否有指向事件例如手指或觸控筆等進行觸控，而產生指向觸控的作動(active)訊號。
步驟S90a：當該訊號點無作動時，更新該訊號點的該基底訊 號值Z為一前次的基底訊號值Y加上一第一係數a乘以一現時的基底訊號值與該前次的基底訊號值之一差值X-Y，也就是說新基底訊號值被更新為Z=(X-Y)*a+Y。其中，第一係數a可為任意數值。
步驟S90b：當該訊號點作動時，更新該訊號點的基底訊號值Z為該前次的基底訊號值Y加上一第二係數b乘以該前次的訊號狀態Y‘，也就是說新基底訊號值被更新為Z=Y+b*Y’。其中，由於Y’表示訊號狀態包含正狀態或負狀態，在此新基底訊號值的運算中作為+或-，用來調整第二係數b的正負值，至於第二係數b可以是任意正整數例如+1,+2,+3...，其是依據偵測該訊號點時所測得雜訊量來調整，當步驟S10中的偵測動作所量測得的雜訊量增加，則觸控系統將會增加第二係數b之數值，以調整新基底訊號值的更新量，減少觸控系統容易錯誤而導致誤判的機率。
此外，上述步驟S80中，進行基底訊號更新動作，除了全面更新，也可以部分區塊性更新。藉由第一圖或第二圖中觸控系統100/200之不同實施例，來進行全面的基底訊號更新動作，或是分組驅動電極來達到部分區塊性的基底訊號更新動作。採用全面更新的時機，通常是偵測時沒有發現作動的訊號點，或是偵測中現時的基底訊號值與前次的基底訊號值有較大的差異，例如溫度有大幅度變化或手掌離開觸控面板所造成的異常。若採用部分區塊性更新，可以偵測時發現有作動的訊號點，僅針對該作動之訊號點附近區域，進行一區塊性基底訊號更新，採用區塊性的基底訊號更新動作，可以加快基底訊號更新的速度。
S10-S90、S90a、S90b‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種觸控偵測方法，包括：進行至少一偵測動作，以得到一訊號點之一基底訊號值及一訊號狀態，其中該訊號狀態包括一由指向觸控所產生的正狀態及一由異質觸控所產生的負狀態；擷取前一次該偵測動作所產生一前次的訊號狀態，以及目前該偵測動作所產生一現時的訊號狀態；比較該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態，當該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態為相同的訊號狀態，則累加計次，以得到一累計次數；判斷該累計次數是否超過一閾限值；以及，若該累計次數超過該閾限值，則進行一基底訊號更新動作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中比較該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態之步驟中，當該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態為不相同時，則將該累計次數歸零。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中若該累計次數小於或等於該閾限值，則不進行該基底訊號更新動作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中該基底訊號更新動作之步驟包括：偵測該訊號點是否作動；以及， 當該訊號點無作動時，更新該訊號點的該基底訊號值為一前次的基底訊號值加上一第一係數乘以一現時的基底訊號值與該前次的基底訊號值之一差值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的觸控偵測方法，其中該基底訊號更新動作之步驟更包括：當該訊號點作動時，更新該訊號點的該基底訊號值為該前次的基底訊號值加上一第二係數乘以該前次的訊號狀態。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的觸控偵測方法，其中該第二係數為一正整數，且可依據偵測該訊號點時所測得雜訊量增加而增加其數值。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的觸控偵測方法，其中該第一係數可為任意數值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的觸控偵測方法，其中該閾限值可依據偵測該訊號點時所測得雜訊量增加而降低其數值。
  9. 一種觸控系統，包括：複數條驅動電極及複數條感測電極，其中該複數條驅動電極與該複數條感測電極之間具有多個互相重疊卻不互相接觸的區域；以及，一偵測裝置，電性連接該複數條驅動電極及該複數條感測電極；其中，該偵測裝置進行至少一偵測動作，以得到該複數條驅動電極與該複數條感測電極之間交會的一訊號點之一基底訊號值及一訊號狀態，其中該訊號狀態包括一由指向觸控所產生的正狀態及一由異質觸控所產生的 負狀態；接著，利用該偵測裝置擷取前一次該偵測動作所產生一前次的訊號狀態，以及目前該偵測動作所產生一現時的訊號狀態；然後，該偵測裝置比較該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態，當該現時的訊號狀態及該前次的訊號狀態為相同的訊號狀態，則累加計次，以得到一累計次數；該偵測裝置判斷該累計次數是否超過一閾限值；以及，若該累計次數超過該閾限值，則該偵測裝置進行一基底訊號更新動作。
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