TWI617957B - 應用於電子裝置之觸控量測方法 - Google Patents

Abstract

一種應用於電子裝置之觸控量測方法，其中電子裝置具有一已知的雜訊週期。方法步驟包括：設定一量測週期，使量測週期為雜訊週期的整數倍；採用相同量測週期，進行兩次指向量測，其中兩次指向量測所得之訊號具有一相位差；當進行兩次指向量測時，判斷雜訊週期是否中斷；以及，若雜訊週期未中斷，則計算兩次指向量測所得之訊號，以得到一輸出訊號。

Description

應用於電子裝置之觸控量測方法

本發明關於一種應用於電子裝置之觸控量測方法，特別是關於一種避免被電子裝置上雜訊影響的觸控量測方法。

近年來不論手機或是平板電腦，在電子設備輕薄趨勢的帶領下，不斷帶動觸控面板之應用。然而，對行動通信設備而言，如何解決任何造成干擾的雜訊都是最重要的一環。舉例而言，觸控面板是由觸控感測器以及顯示面板組合而成，觸控感測器易受行動通信產品所發射的電波干擾而造成觸控錯誤，而顯示面板本身可能會產生內部雜訊，其具有的驅動訊號源更夾帶許多雜訊源，尤其是立體(3D)顯示面板更為嚴重，也會成為洩漏雜訊的路徑(Platform Noise Path)，因而干擾行動通信設備，或直接對觸控感測器產生干擾造成使用者無法操控。

由於液晶顯示面板與觸控感測器緊密結合，很容易產生超過手指訊號的雜訊。這主要是因為液晶顯示面板的操作訊號通常為10-20V的振幅，而液晶顯示面板的訊號線和觸控感測器幾乎貼合，距離僅有0.2mm至0.4mm，因而非常容易造成顯著干擾。此外，顯示面板與觸控感測器堆疊層 愈做愈薄的薄型化設計，也導致了顯示面板雜訊源和觸控感測器之間更緊密的接合，使得觸控感測器容易受到顯示面板產生的雜訊干擾。

為解決上述問題，目前習知方法是利用一層強固的透明導電玻璃(ITO)覆蓋住整個顯示面板，藉由此透明導電玻璃(ITO)作為遮蔽層，置放於顯示面板與觸控感測器之間，並且直接連結電路接地端，因而將顯示面板之雜訊直接傳導到接地端而不是觸控感測器上的控制器。藉由遮蔽層，其減少雜訊方面通常效率頗高，不過，增加遮蔽層的設置，除了會增加觸控面板的製造成本，更會減少顯示面板的透光度使影像品質略受影響。

鑑於上述發明背景，本發明實施例提供一種應用於電子裝置之觸控量測方法，以有效的消除電子裝置上雜訊對觸控量測之干擾。

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應用於電子裝置之觸控量測方法，其中電子裝置具有一已知的雜訊週期。觸控量測方法的步驟包括：首先，設定一量測週期，使量測週期為上述雜訊週期的整數倍；採用相同的量測週期，進行兩次指向量測，其中兩次指向量測所得之訊號具有一相位差；當進行兩次指向量測時，判斷雜訊週期是否中斷；以及，若雜訊週期未中斷，則計算兩次指向量測所得之訊號，以得到一輸出訊號。

在一較佳實施例中，兩次指向量測所得之訊號所具有的相位差為180度。

在一較佳實施例中，輸出訊號是兩次指向量測所得之訊號的 差值除以二。

在一實施例中，上述步驟更包括：藉由一處理單元，以比較輸出訊號與一閾限值；以及，當輸出訊號大於或等於閾限值，則處理單元判定輸出訊號為一指向訊號，而提供輸出訊號。當輸出訊號小於一閾限值，處理單元則對輸出訊號不進行動作。

在一實施例中，當進行兩次指向量測時，雜訊週期有中斷，則接續進行一次指向量測，並計算最後兩次指向量測所得之訊號。

在一實施例中，當進行兩次指向量測時，雜訊週期有中斷，則重新進行兩次指向量測，並計算兩次指向量測所得之新訊號。其中，重新進行兩次指向量測前，可選擇設定一新量測週期，且新量測週期與原本的量測週期不同。

在一實施例中，量測週期包括一放電時間、一量測時間及一補償時間(等待時間)。其中，量測週期更包括一調頻補償時間，量測時間及調頻補償時間的和為一定值。可藉由調整補償時間使量測週期為雜訊週期的整數倍。此外，為了縮短觸控量測方法的處理時間，當於一第一位置下進行兩次指向量測時，可以在兩次指向量測之間的補償時間(等待時間)或調頻補償時間中，於一第二位置下進行指向量測。

100‧‧‧觸控系統

110‧‧‧顯示面板

120‧‧‧處理單元

132‧‧‧驅動電極連接線

134‧‧‧感測電極連接線

S1-S5‧‧‧步驟

T‧‧‧雜訊週期

P、Q‧‧‧量測週期

P1、P1’、Q1、Q1’‧‧‧放電時間

P2、P2’、Q2、Q2’‧‧‧量測時間

P3、P3’、Q3、Q3’‧‧‧補償時間

第一圖是本發明實施例中觸控系統的示意圖。

第二圖是本發明實施例中一種應用於電子裝置之觸控量測方法的流程示意圖。

第三圖是雜訊週期及量測週期的時間關係示意圖。

第四A圖至第四C圖依序分別是白屏、黑屏及棋盤式屏幕下採用習知觸控量測方法所量測得之數據。

第五A圖至第五C圖依序分別是白屏、黑屏及棋盤式屏幕下採用本申請人所申請的台灣I517014號專利之辨識觸控訊號方法所量測得之數據。

第六A圖至第六C圖分別是依序分別是白屏、黑屏及棋盤式屏幕下採用本發明實施例之觸控量測方法所量測得之數據。

本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。此外，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，其為根據本發明實施例的一觸控系統 100的示意圖。觸控系統100至少包含一觸控螢幕或顯示面板110與一處理單元120。觸控螢幕或顯示面板110上包含有複數條驅動電極與複數條感測電極。處理單元120透過複數條驅動電極連接線132以連接驅動電極，以及透過複數條感測電極連接線134以連接感測電極。其中，顯示面板110具有一已知的雜訊週期。本項技藝的普通技術人員可以理解到，各個驅動電極與其連接線132可以是一對一的關係，也可以是多對一的關係。同樣地，各個感測電極與其連接線134可以是一對一的關係，也可以是多對一的關係。本發明並不對其做出限制。

請同時參考第二圖及第三圖，第二圖是本發明實施例中一種應用於電子裝置之觸控量測方法的流程示意圖。本發明實施例中電子裝置例如為上述的顯示面板110，電子裝置亦可為其他具有已知雜訊週期的裝置，並不以此為限。第三圖是顯示面板110之雜訊週期與本發明實施例中觸控量測方法之量測週期的時間關係示意圖。觸控量測方法包括以下步驟：

步驟S1：首先，取得上述顯示面板110的雜訊週期T。

步驟S2：設定一量測週期，使量測週期為上述雜訊週期T的整數倍。如第三圖所示，橫軸表示時間，縱軸則分別表示雜訊週期、兩種指向量測時的電位，其中，指向量測的量測週期P及Q分別為雜訊週期T的一倍及兩倍。要注意的是，第三圖所示的電位與時間的關係僅僅是為了方便說明之用，其比例關係未必是正確無誤的。

在本實施例中，量測週期包括一放電時間、一量測時間及一補償時間(等待時間)。如第三圖，當量測週期P為雜訊週期T的兩倍，則量測 週期P=放電時間P1(P1’)+量測時間P2(P2’)+補償時間P3(P3’)=k*雜訊週期T，其中k為整數，於此處k=2。當量測週期Q為雜訊週期T的一倍，則量測週期Q=放電時間Q1(Q1’)+量測時間Q2(Q2’)+補償時間Q3(Q3’)=k*雜訊週期T，其中k為整數，於此處k=1。觸控系統依據放電時間、(基礎)量測時間、顯示面板110的雜訊週期，經後端韌體計算後，才設定補償時間，使得量測週期為上述雜訊週期T的整數倍。

此外，可藉由調整補償時間，使得量測週期為雜訊週期T的整數倍。其中，量測週期包括一調頻補償時間(未示意)，量測時間及調頻補償時間的和為一定值。若因為調頻機制(改變量測頻率)，使量測時間改變，調頻補償時間也必須改變，使兩者和為一定值

步驟S3：採用相同的量測週期，進行兩次指向量測，其中兩次指向量測所得之訊號具有一相位差。為了使得兩次指向量測所得之訊號可得到加乘，本發明實施例利用顯示面板110的驅動訊號中脈衝雜訊週期之相位差為0度的特性，使得相位差0度的脈衝雜訊訊號相減後可相互抵消。因此，在一較佳實施例中，設定兩次指向量測所得之訊號所具有的相位差為180度(π)。舉例來說，可以參考本申請人所申請的台灣I517014號專利，名稱為「辨識觸控訊號之方法及其裝置」，當中的圖4及圖6可作為本案的參考。如第三圖所示，於量測週期P(P1+P2+P3)下，進行一次正向指向量測；接著，於相同的量測週期P(P1’+P2”+P3’)下，進行一次反向指向量測。在另一實施例中，則是於量測週期Q(Q1+Q2+Q3)下，進行一次正向指向量測；接著，於相同的量測週期Q(Q1’+Q2’+Q3’)下，進行一次反向指向量測。

以下列出步驟S3中，於顯示面板110上一位置x處量測時，同 時進行指向量測(或稱手指訊號量測)所得到的指向訊號F(x)，以及進行驅動訊號時所得到的脈衝雜訊P(x)的關係：

第一次進行量測所得訊號Input_1：F(x)+P(x)

第二次進行量測所得訊號Input_2：F(x+π)+P(x+0)

步驟S4：當進行兩次指向量測時，判斷雜訊週期是否中斷。在一實施例中，當進行兩次指向量測時，雜訊週期有中斷，則回到步驟S3，重新進行兩次指向量測，並接續下列步驟S5，計算兩次指向量測所得之新訊號。其中，重新進行兩次指向量測前，可選擇設定一新量測週期，且新量測週期與原本的量測週期不同；也就是說，進行原本的兩次指向量測時，雖然採用相同的量測週期P，不過重新進行兩次指向量測時，可以採用新的量測週期Q。

在另一實施例中，當進行兩次指向量測時，雜訊週期有中斷，則採用原本的量測週期，接續進行一次指向量測，並接續下列步驟S5，計算最後兩次指向量測所得之訊號。

步驟S5：若雜訊週期未中斷，則計算兩次指向量測所得之訊號，以得到一輸出訊號。在第三圖中的橫軸上有兩個時間點Qout及Pout，後者表示採用量測週期P時，得到輸出訊號Pout的時間點；前者表示採用量測週期Q時，得到輸出訊號Qout的時間點。

在一較佳實施例中，輸出訊號是兩次指向量測所得之訊號的差值除以二，也就是將步驟S3所得之訊號先相減可得到：Input_1-Input_2：F(x)-F(x+π)+P(x)-P(x+0)=2*F(x)

因此，可得到最後的輸出訊號為F(x)。

舉例來說，請再參考第三圖，利用上述步驟S1-S5，並採用一倍雜訊週期T的量測週期Q，來進行觸控量測。一般控制器單純量測一次時間約65微秒(us)，於一實施例中顯示面板(LCD)的雜訊(驅動訊號)週期T為183.6微秒(us)，由於進行本發明實施例之觸控量測方法要進行兩次指向訊號量測，第一次進行正向指向量測所需之量測週期Q(Q1+Q2+Q3)則與觸控訊號(雜訊)週期T相同為183.6微秒，加上第二次進行反向指向量測所需之放電時間Q1’及(基礎)量測時間Q2’，至少需花費183.6+65=248.6微秒(us)，雖然可能造成整體量測時間拉長，而降低效能。為了縮短觸控量測方法的處理時間，可以在第一次與第二次指向量測中間的補償時間(等待時間)Q3、Q3’或調頻補償時間(未示意)，進行量測其他位置以減少降低的效能。也就是說，當於一第一位置x下進行兩次指向量測時，可以在兩次指向量測之間的補償時間(等待時間)或調頻補償時間中，於一第二位置y下進行指向量測。當然在位置x或y處進行量測時，所採用量測週期可相同亦可不同。

於顯示面板110上位置y處量測時，同時進行指向量測(或稱手指訊號量測)所得到的指向訊號F(y)，以及進行驅動訊號時所得到的脈衝雜訊P(y)的關係如下：Input_1：F(y)+P(y)

Input_2：F(y+π)+P(y+0)

Input_1-Input_2：F(y)-F(y+π)+P(y)-P(y+0)=2*F(y)

在一實施例中，上述步驟S1-S5更包括：藉由一處理單元，以比較輸出訊號之電壓值與一閾限值；以及，當輸出訊號之電壓值大於或等於閾限值，則處理單元判定輸出訊號為一指向訊號，而提供輸出訊號。當輸 出訊號之電壓值小於一閾限值，處理單元則對輸出訊號不進行動作。

請參考第四A圖至第四C圖依序分別是白屏、黑屏及棋盤式屏幕下採用習知觸控量測方法所量測得到的數據。第五A圖至第五C圖依序分別是白屏、黑屏及棋盤式屏幕下採用本申請人所申請的台灣I517014號專利之辨識觸控訊號方法所量測得到的數據。第六A圖至第六C圖分別是依序分別是白屏、黑屏及棋盤式屏幕下採用本發明實施例之觸控量測方法所量測得到的數據。比較三組數據，可以看出本發明實施例之觸控量測方法可有效消除顯示面板(LCD)的雜訊，第六C圖中雜訊明顯比第四C圖及第五C圖中雜訊減少很多。

要注意的是，雖然調整顯示面板(LCD)的更新頻率後，會造成驅動訊號(雜訊)週期改變，但本發明藉由調整設定適當的量測週期，而加強觸控系統整體與顯示面板運作頻率的同步化，可有效的消除顯示面板上雜訊對觸控系統的干擾。

Claims (13)

1. 一種應用於電子裝置之觸控量測方法，其中該電子裝置具有一已知的雜訊週期，其步驟包括：設定一量測週期，使該量測週期為該雜訊週期的整數倍；採用該量測週期，進行兩次指向量測，其中兩次該指向量測所得之訊號具有一相位差；當進行兩次該指向量測時，判斷該雜訊週期是否中斷；以及，若該雜訊週期未中斷，則計算該兩次指向量測所得之訊號，以得到一輸出訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控量測方法，其中該相位差為180度。
3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控量測方法，其中該輸出訊號是該兩次指向量測所得之訊號的差值除以二。
4. 如申請專利範圍第3項所述的觸控量測方法，更包括：藉由一處理單元，以比較該輸出訊號之電壓值與一閾限值；以及，當該輸出訊號之電壓值大於或等於該閾限值，則該處理單元提供該輸出訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述的觸控量測方法，其中當該輸出訊號之電壓值小於一閾限值，該處理單元對該輸出訊號不進行動作。
6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控量測方法，其中當進行該兩次指向量測時，該雜訊週期有中斷，則採用原本的該量測週期，接續進行一次該指向量測，並計算最後兩次該指向量測所得之訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控量測方法，其中當進行該兩次指向量測時，該雜訊週期有中斷，則重新進行兩次該指向量測。
8. 如申請專利範圍第7項所述的觸控量測方法，其中重新進行兩次該指向量測前，設定一新量測週期，該新量測週期與原本的該量測週期不同。
9. 如申請專利範圍第1項所述的觸控量測方法，其中該量測週期包括一放電時間、一量測時間及一補償時間。
10. 如申請專利範圍第9項所述的觸控量測方法，其中藉由調整該補償時間使該量測週期為該雜訊週期的整數倍。
11. 如申請專利範圍第9項所述的觸控量測方法，其中該量測週期更包括一調頻補償時間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的觸控量測方法，其中當於一第一位置下進行兩次該指向量測時，可以在兩次該指向量測之間的該補償時間或該調頻補償時間中，於一第二位置下進行該指向量測。
13. 如申請專利範圍第11項所述的觸控量測方法，其中該量測時間及該調頻補償時間的和為一定值。