TWI608400B

TWI608400B - 觸控偵測方法

Info

Publication number: TWI608400B
Application number: TW105135183A
Authority: TW
Inventors: 游薪軒; 郭錦華
Original assignee: 矽統科技股份有限公司
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2017-12-11
Also published as: TW201816578A; US10444903B2; US20180121021A1

Description

觸控偵測方法

本發明係關於一種觸控偵測方法，特別關於一種觸控點座標的計算方法。

觸控裝置例如觸控面板、觸控螢幕等等已經廣泛的被使用在人們的日常生活中。當前主流的觸控裝置一般以電容式或投射電容式觸控裝置為主。然而一般的電容式/投射電容式觸控裝置的觸控點座標值產生方法通常有：(1)以感測值最高的感測單元的座標做為觸控點，其缺點是報點的座標是離散的，解析度由感測單元的尺寸而決定。(2)二值化判斷觸控區域，計算其重心，其缺點是計算量大，反應速度慢，且其重心可能並非對應於感測值最高的感測單元。(3)以感測值搭配感測單元的座標加權計算重心，其缺點是計算量比(2)更大，反應速度比(2)更慢。

鑒於上述問題，本發明旨在提供一種觸控偵測方法，以相較於目前方法更精確的方法提供觸控座標值。

依據本發明一實施例的觸控偵測方法，適於具有多個感測單元的觸控面板，所述方法包括下列步驟：偵測該些感測單元對應的多個感測值。選擇該些感測值中局部最大的一第一感測值。判斷該些感測單元中，該第一感測值所對應的一第一感測單元。從該些感測單元中，選擇位於該第一感測單元的一第一側的一第二感測單元。從該些感測值中，擷取該第二感測單元對應的一第二感測值。依據該第一感測值、該第二感測值、一觸控感測值分佈模型與該第一感測單元的座標值，產生一觸控座標值。

綜上所述，依據本發明上述各實施例的觸控偵測方法，係藉由至少兩個感測單元的感測值，搭配觸控感測值分佈模型來取得對應的觸控座標值。因此得以提供反應速度快、精確度高的觸控座標值。

以上之關於本揭露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。

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。

請參照圖1與圖2，其中圖1係手指觸碰觸控面板的示意圖，而圖2係依據本發明一實施例的觸控偵測方法流程圖。如圖1所示，觸控面板1000通常具有多個感測單元與嵌入式控制器EC(embedded controller)。此處的感測單元以位於同一列(或同一行)的感測單元1100至感測單元1900為示例，然而所屬領域具通常知識者當能明白觸控面板1000具有多於九個感測單元。如圖2所示，依據本發明一實施例的觸控偵測方法包含下列步驟。

於步驟S210中，偵測該些感測單元對應的多個感測值。具體來說，以圖1為例就是偵測包括感測單元1100至感測單元1900在內的所有感測單元的感測值。於一實施例中，若觸控面板1000是電容式(自感式)觸控面板，則每個感測單元例如由上下兩層電極重疊的一個電容。例如上電極(靠近表面的電極)為掃描感測電極，而下電極(遠離表面的電極)為共電極。當感測單元所對應的面板表面區域未被觸摸時，感測單元的上電極相對於系統的接地端之間的電容係由上電極與下電極形成。當感測單元所對應的面板表面區域被觸摸時，感測單元的上電極相對於系統的接地端之間的電容係分別由上電極與下電極形成，以及由上電極與使用者的手指所形成。因此當感測單元所對應的區域未被觸摸時，嵌入式控制器EC產生的一個脈衝造成上電極的電壓變化較大。因此當感測單元所對應的區域被觸摸時，嵌入式控制器EC產生的一個脈衝造成上電極的電壓變化較小。

於另外一實施例中，若觸控面板1000是投射電容式(互感式)觸控面板，則每個感測單元例如由第一電極與相鄰的第二電極形成。第一電極例如是掃描電極，而第二電極例如是感測電極。當感測單元對應的區域未被觸摸時，掃描電極上的脈衝經由兩個電極之間的電容耦合到感測電極。當感測單元對應的區域被觸摸時，掃描電極上的脈衝部分耦合到使用者的手指，另一部分才耦合到感測電極。因此當感測單元所對應的區域被觸摸時，嵌入式控制器EC產生的一個脈衝傳遞到感測電極的比例小於感測單元對應的區域未被觸摸時。

上述兩個例子都呈現了當感測單元對應的區域被觸摸時感測電極(掃描感測電極)所能量測到的電壓不同於未被觸摸時，而這個差異也就是感測值。具體來說，感測值係隨著觸控物(一般而言是手指)與觸控面板表面的距離而變。

於步驟S220中，選擇該些感測值中局部最大的一第一感測值。於步驟S230中，判斷該些感測單元中，該第一感測值所對應的一第一感測單元。於這兩個步驟中，由於局部感測值最大(local maximum)的感測單元通常是被觸摸的感測單元，因此優先選擇感測值中最大的第一感測值與其對應的第一感測單元來進行第一階段的定位。也就是說，判斷觸控點的基準座標為所述第一感測單元的座標。於一實施例中，以第一感測單元的中心座標為所述觸控點的基準座標。於此，請一並參照圖1與圖3，其中圖3係依據本發明一實施例中各感測單元的正規化感測值示意圖。圖3的直方圖(histogram)中，由左至右分別為對應感測單元1100至1900的感測值，而縱座標是正規化(normalized)感測值(從0至1)。如圖3所示，感測單元1600的感測值為局部最大值，因此其正規化感測值為1。而感測單元1500的正規化感測值為0.8，感測單元1700的正規化感測值為0.6，而感測單元1400的正規化感測值為0.4。

於步驟S240中，從該些感測單元中，選擇位於該第一感測單元的一第一側的一第二感測單元。於步驟S250中，從該些感測值中，擷取該第二感測單元對應的一第二感測值。以圖1與圖3為例，於步驟S240中，感測單元1600的左側的感測單元1500被選取，並且其正規化感測值0.8也被擷取。因此，第一感測值也就是感測單元1600的正規化感測值1，而第二感測值也就是感測單元1500的正規化感測值0.8。

於步驟S260中，依據該第一感測值、該第二感測值、一觸控感測值分佈模型與該第一感測單元的座標值，產生一觸控座標值。於此實施例中，請參照圖4，其中圖4係依據本發明一實施例中的觸控感測值分佈模型與圖3的正規化感測值疊合的示意圖。具體來說，圖4中的虛線C係一個修正常態分佈(modified normal distribution)曲線，而圖4中的實線就是圖3中的直方圖。具體來說，圖4的虛線C以下的面積積分值並非如一般的常態分佈曲線一樣積分值為1。更具體來說，如圖4所示，虛線C在橫座標對應於第一感測值的部份為區域C1，虛線C在橫座標對應於第二感測值的部份為區域C2。區域C2與區域C1的面積比為0.8，其中區域C1與區域C2在橫座標上所佔據的區間長度相同。並且，設定區域C1在橫座標上的中心點為原點0。如此，則虛線C在縱座標上具有最大值CM的點，其橫座標就是一個座標補償值X。如此，依據第一感測單元的座標值(基準座標)與座標補償值，就能得到觸控座標值。於另一實施例中，請回到圖3，除了感測單元1500、感測單元1600以及其對應的正規化感測值以外，感測單元1400與正規化感測值0.4也被擷取來進行上述的運算。此外，除了常態分佈模型以外，也能用多項式分佈模型來進行前述運算。

在運用常態分佈模型時，通常需要知道標準差。然而於一由經驗簡化的實施例中，通常與第一感測單元(感測單元1600)相隔兩個感測單元的感測單元，其感測值可以忽略。也就是說以第一感測單元(感測單元1600)為中心共計五個感測單元，也就是感測單元1400至感測單元1800可以視為對應到常態分佈模型中的四個標準差(正負各兩個標準差，涵蓋95.45%的感測值)或是對應到常態分佈模型中的六個標準差(正負各三個標準差，涵蓋99.73%的感測值)。

於另一實施例中，通常與第一感測單元(感測單元1600)相隔一個感測單元的感測單元，其感測值可以忽略。也就是說以第一感測單元(感測單元1600)為中心共計三個感測單元，也就是感測單元1500至感測單元1700可以視為對應到常態分佈模型中的四個標準差(正負各兩個標準差，涵蓋95.45%的感測值)或是對應到常態分佈模型中的六個標準差(正負各三個標準差，涵蓋99.73%的感測值)。於此實施例中，更進一步可以把感測單元1500的感測值(第二感測值)視為在常態分佈模型中左側的所有感測值的累加。

於再一實施例中，請回到圖3，除了感測單元1500、感測單元1600以及其對應的正規化感測值以外，感測單元1700與正規化感測值0.6也被擷取。而於此實施例中，係以一多次函數來計算觸控座標值。具體來說，感測單元1500的座標值為X1，其正規化感測值為0.8，感測單元1600的座標值為X2，其正規化感測值為1，感測單元1700的座標值為X3，其正規化感測值為0.6。則有一個二次函數Y=A(X-C)²+B可以依據前述的三組數據得到，而在這個二次函數中，係數A會是一個負數，而C就會是觸控座標值。於其他實施例中，隨著取得的感測單元的資料越多，則可得到越高次的函數來確認觸控座標值。其方法由所屬領域具有通常知識者閱讀本實施例後，結合一般數學運算當能理解，於此不加以限制與贅述。

於又一實施例中，上述各模型的計算，可以事先建立查找表儲存於電性連接於嵌入式控制器EC的一個儲存媒介中。以基於常態分佈模型來產生觸控座標值的實施例來說，若僅以取得第一感測值、第一感測單元、第二感測值與第二感測單元而言，得以建立第一查找表，直接以第二感測值相對於第一感測值的一第一比值來查找對應的座標補償值。得到座標補償值後，基於第一感測單元的座標值可以得到觸控座標值。若更取得第三感測值與第三感測單元。得以建立第二查找表，其中第二查找表為一個二維的查找表。以第二感測值相對於第一感測值的第一比值，以及第三感測值相對於第一感測值的一第二比值作為第二查找表的兩個維度的參數。查找得到座標補償值後，基於第一感測單元的座標值可以得到觸控座標值。同樣的原則適用於多次函數模型以及多項式分佈模型，所屬領域具有通常知識者於詳閱本發明後當能搭配一般常識而實作各種查找表，本發明並不對查找表的實作方式加以限制與贅述。

綜上所述，依據本發明上述各實施例的觸控偵測方法，係藉由至少兩個感測單元的感測值，搭配觸控感測值分佈模型來取得對應的觸控座標值。於某些實施例中，計算量較習知方法(2)、(3)更少。而於某些實施例中，精確度較習知方法(1)、(2)更高。因此得以提供反應速度快、精確度高的觸控座標值。

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。

1000‧‧‧觸控面板

1100~1900‧‧‧感測單元

EC‧‧‧嵌入式控制器

C‧‧‧虛線

C1、C2‧‧‧區域

CM‧‧‧點

X‧‧‧座標補償值

X1~X3‧‧‧座標值

圖1係手指觸碰觸控面板的示意圖。圖2係依據本發明一實施例的觸控偵測方法流程圖。圖3係依據本發明一實施例中各感測單元的正規化感測值示意圖。圖4係依據本發明一實施例中的觸控感測值分佈模型與圖3的正規化感測值疊合的示意圖。

Claims

一種觸控偵測方法，適於具有多個感測單元的觸控面板，包括：偵測該些感測單元對應的多個感測值；選擇該些感測值中局部最大的一第一感測值；判斷該些感測單元中，該第一感測值所對應的一第一感測單元；從該些感測單元中，選擇位於該第一感測單元的一第一側的一第二感測單元；從該些感測值中，擷取該第二感測單元對應的一第二感測值；依據該第一感測值、該第二感測值、一觸控感測值分佈模型與該第一感測單元的座標值，產生一觸控座標值；從該些感測單元中，選擇位於該第一感測單元的一第二側的一第三感測單元，其中該第二側相對於該第一側；以及從該些感測值中，擷取該第三感測單元對應的一第三感測值；其中於產生該觸控座標值的步驟中，更依據該第三感測值與該第三感測單元的座標值；其中該該觸控感測值分佈模型係一拋物線模型，且於產生該觸控座標值的步驟中，包含：依據該第一感測值、該第二感測值、該第三感測值、該第一感測單元的座標值、該第二感測單元的座標值與該第三感測單元的座標值，決定一多次函數，其中該多次函數係用於描述每一該感測單元的座標值與對應的感測值的關係；以及以該多次函數中具有最大的感測值的座標，做為該觸控座標值。
一種觸控偵測方法，適於具有多個感測單元的觸控面板，包含：偵測該些感測單元對應的多個感測值；選擇該些感測值中局部最大的一第一感測值；判斷該些感測單元中，該第一感測值所對應的一第一感測單元；從該些感測單元中，選擇位於該第一感測單元的一第一側的一第二感測單元；從該些感測值中，擷取該第二感測單元對應的一第二感測值；依據該第一感測值、該第二感測值、一觸控感測值分佈模型與該第一感測單元的座標值，產生一觸控座標值；從該些感測單元中，選擇相鄰於該第二感測單元的一第四感測單元，其中該第四感測單元與該第一感測單元分別位於該第二感測單元相對的兩側；以及從該些感測值中，擷取該第四感測單元對應的一第四感測值；其中於產生該觸控座標值的步驟中，更依據該第四感測值與該第四感測單元的座標值。
如申請專利範圍第2項所述的方法，其中該觸控感測值分佈模型係係選自由一常態分佈模型(normal distribution model)、一多項式分佈模型(multinomial distribution model)與一多次函數模型所組成的群組其中之一。
如申請專利範圍第3項所述的方法，其中該觸控感測值分佈模型係該常態分佈模型(normal distribution model)。
如申請專利範圍第2項至第4項其中之一所述的方法，其中該觸控感測值分佈模型係一查找表，且於產生該觸控座標值的步驟中，包含：至少依據該第一感測值與該第二感測值，於該查找表中取得一座標補償值；以及依據該第一感測單元的座標值與該座標補償值，決定該觸控座標值。