TWI765278B - 整合自、互電容感測機制的觸控感測方法及利用其之觸控顯示裝置和資訊處理裝置 - Google Patents

整合自、互電容感測機制的觸控感測方法及利用其之觸控顯示裝置和資訊處理裝置 Download PDF

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一種整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，包括：在一幀互電容資料中找出一互容最大值；依該互容最大值及一第一互電容總和對每一條接收電極所獲得的一第一自電容資料進行一第一正規化計算以產生一第一正規化自電容資料，及依該互容最大值及一第二互電容總和對每一條傳送電極所獲得的一第二自電容資料進行一第二正規化計算以產生一第二正規化自電容資料；以及對所述第一正規化自電容資料及所述第二正規化自電容資料進行一上下限篩選操作以產生有效的正規化自電容資料。

Description

整合自、互電容感測機制的觸控感測方法及利用其之觸控顯示裝置和資訊處理裝置
本發明係有關一種觸控感測方案，尤指一種整合自、互電容感測機制的觸控感測方案。
現有技術的自電容和互電容同時掃描式觸控屏可以同時擁有自電容式觸控屏和互電容式觸控屏的優點。既能支持十指觸控又具備較好的防水性能。
在一般的自電容-互電容一體觸控系統中，若接收電極RX共有M條，傳送電極TX共有N條，則自電容的一次掃描資料只具有M個RX資料和N個TX資料，資料總量為M+N個，而互電容的一次掃描資料數量為M*N個，M、N均為正整數。一般而言，在互電容偵測的過程中，每一個互電容資料都能提供二維空間定位；而在自電容偵測的過程中，則需M個RX資料和N個TX資料才能藉由被觸摸行跟被觸摸列的交叉確認判斷觸摸座標。
然而，互電容偵測雖然可以精準判斷觸摸位置及觸點數量，卻有電容耦合雜訊引發的觸摸點誤判的問題，其中，所述電容耦合雜訊可由多指觸摸操作產生或由觸控屏處於電氣絕緣的環境時產生。另外，自電容偵測雖然可以輔助互電容偵測以解決所述的觸摸點誤判問題，卻有溫飄的問題。自電容偵測在面板溫度升高時檢測到的容值會變大，在面板溫度降低時檢測到的容值會變小，而相應互電容的資料受溫度影響的程度較小。
為解決上述問題，本領域亟需一新穎的自、互電容偵測一體化的自電容資料處理方案。
本發明之一目的在於揭露一種整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，其能夠在不增加硬體電路的情況下，藉由一適應性自電容資料正規化運算有效解決一觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊問題，以及解決溫飄和該觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題，從而提供操作者良好的觸控體驗。
本發明之另一目的在於揭露一種觸控顯示裝置，其能夠藉由一整合自、互電容感測機制的適應性觸控感測方法，在不增加硬體電路的情況下，有效解決其觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊問題，以及解決溫飄和該觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題，從而提供操作者良好的觸控體驗。
本發明之又一目的在於揭露一種資訊處理裝置，其能夠藉由一整合自、互電容感測機制的適應性觸控感測方法，在不增加硬體電路的情況下，有效解決其觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊問題，以及解決溫飄和該觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題，從而提供操作者良好的觸控體驗。
為達前述目的，一種整合自、互電容感測機制的觸控感測方法乃被提出，其係應用在一觸控電極陣列上，且係利用一控制單元實現，該觸控電極陣列具有複數條接收電極及複數條傳送電極，該方法包括以下步驟：
在一幀互電容資料中找出一互容最大值；
依該互容最大值及一第一互電容總和對每一條所述接收電極所獲得的一第一自電容資料進行一第一正規化計算以產生一第一正規化自電容資料，及依該互容最大值及一第二互電容總和對每一條所述傳送電極所獲得的一第二自電容資料進行一第二正規化計算以產生一第二正規化自電容資料，其中，該第一互電容總和係指每一條所述接收電極中的複數個感測點中的有效第一互電容資料的總和，所述有效第一互電容資料的數值大於一閾值，及該第二互電容總和係指每一條所述傳送電極中的複數個感測點中的有效第二互電容資料的總和，且所述有效第二互電容資料的數值大於該閾值；以及
對所述第一正規化自電容資料及所述第二正規化自電容資進行一上下限篩選操作以產生有效的正規化自電容資料。
在一實施例中，該閾值係依該互容最大值之一比例產生。
在一實施例中，所述第一正規化計算包括DNSC1 =DSC1 *(McMax/SUMMC1 )，其中DNSC1 為所述第一正規化自電容資料，DSC1 為所述第一自電容資料，McMax為所述互容最大值，以及SUMMC1 為所述第一互電容總和。
在一實施例中，所述第二正規化計算包括DNSC2 =DSC2 *(McMax/SUMMC2 )，其中DNSC2 為所述第二正規化自電容資料，DSC2 為所述第二自電容資料，McMax為所述互容最大值，以及SUMMC2 為所述第二互電容總和。
在一實施例中，所述上下限篩選操作包括：預設一上限數值及一下限數值；若一所述第一正規化自電容資料大於該下限數值且小於該上限數值，則其為有效的正規化自電容資料，否則即將其捨棄；以及若一所述第二正規化自電容資料大於該下限數值且小於該上限數值，則其為有效的正規化自電容資料，否則即將其捨棄。
為達前述目的，本發明進一步提出一種觸控顯示裝置，其具有如前述之觸控電極陣列及控制單元。
在可能的實施例中，所述之觸控顯示裝置具有一顯示層，且該顯示層可為一液晶顯示層、一有機發光二極體顯示層、一微發光二極體顯示層或一量子點發光二極體顯示層。
為達前述目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之觸控顯示裝置，其中該中央處理單元係用以與該觸控顯示裝置之所述控制單元通信。
在可能的實施例中，所述之資訊處理裝置可為一智慧型手機或一攜帶型電腦裝置。
為使  貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
請參照圖1，其繪示本發明之整合自、互電容感測機制的觸控顯示裝置之一實施例的示意圖。如圖1所示，一觸控顯示裝置100具有一觸控顯示屏110、一自電容感測單元120、一互電容感測單元130及一控制單元140。
觸控顯示屏110具有一觸控電極陣列110a，觸控電極陣列110a具有M條接收電極(RX1 -RXM )、N條傳送電極(TX1-TXN)及由M條接收電極和N條傳送電極的交叉處所界定的M*N個感測點。另外，觸控顯示屏110可具有一液晶顯示層、一有機發光二極體顯示層、一微發光二極體顯示層或一量子點發光二極體顯示層。
自電容感測單元120係與M條接收電極(RX1 -RXM )及N條傳送電極(TX1-TXN)耦接，以在一次自電容掃描期間分別對M條接收電極(RX1 -RXM )及N條傳送電極(TX1-TXN)進行一次自電容偵測以獲得M+N個自電容資料DSC 。也就是說，自電容感測單元120在一次自電容掃描期間會對M條接收電極(RX1 -RXM )進行M次自電容偵測，及對N條傳送電極(TX1-TXN)進行N次自電容偵測。
互電容感測單元130係與M條接收電極(RX1 -RXM )及N條傳送電極(TX1-TXN)耦接，以在一次互電容掃描期間，經由輪流在N條傳送電極(TX1-TXN)中擇一傳送一偵測信號及在M條接收電極(RX1 -RXM )端獲得M個互電容資料DMC 。也就是說，互電容感測單元130在一次互電容掃描期間會獲得M*N個互電容資料DMC 。
控制單元140係用以執行一觸控感測方法以產生至少一觸控資料DTCH ，所述觸控感測方法包括依M+N個自電容資料DSC 和M*N個互電容資料DMC 進行一自電容資料處理程序。
請參照圖2，其繪示所述自電容資料處理程序之一實施例的流程圖。如圖2所示，所述自電容資料處理程序包括：在一幀互電容資料中找出一互容最大值(步驟a)；依該互容最大值及一第一互電容總和對每一條接收電極所獲得的一第一自電容資料進行一第一正規化計算以產生一第一正規化自電容資料，及依該互容最大值及一第二互電容總和對每一條傳送電極所獲得的一第二自電容資料進行一第二正規化計算以產生一第二正規化自電容資料，其中，該第一互電容總和係指每一條所述接收電極中的複數個感測點中的有效第一互電容資料的總和，所述有效第一互電容資料的數值大於一閾值，該閾值係依該互容最大值之一比例產生，及該第二互電容總和係指每一條所述傳送電極中的複數個感測點中的有效第二互電容資料的總和，且所述有效第二互電容資料的數值大於該閾值(步驟b)；以及對所述第一正規化自電容資料及所述第二正規化自電容資進行一上下限篩選操作以產生有效的正規化自電容資料(步驟c)。
在觸控電極陣列具有M條接收電極和N條傳送電極的情況下，令所述互容最大值為McMax，所述閾值為TH，所述第一自電容資料為DSC1 ，所述第一正規化自電容資料為DNSC1 ，所述有效第一互電容資料為DVLDMC1 ，所述第一互電容總和為SUMMC1 ，所述第二自電容資料為DSC2 ，所述第二正規化自電容資料為DNSC2 ，所述有效第二互電容資料為DVLDMC2 ，所述第二互電容總和為SUMMC2 ，篩選上限為MAX，及篩選下限為MIN。
依上述的設定，圖2所揭的自電容資料處理程序的內容即可更清晰的表達，其包括：
(1)每一條接收電極的N個感測點的N個互電容資料中大於所述閾值TH的互電容資料即為有效第一互電容資料DVLDMC1 ；
(2)每一條接收電極中的所有有效第一互電容資料DVLDMC1 的總和即為第一互電容總和SUMMC1 ；
(3)每一條傳送電極的M個感測點的M個互電容資料中大於所述閾值TH的互電容資料即為有效第二互電容資料DVLDMC2 ；
(4)每一條傳送電極中的所有有效第一互電容資料DVLDMC1 的總和即為第二互電容總和SUMMC2 ；
(5)所述閾值TH係互容最大值McMax之一比例值，例如(但不限於)為互容最大值McMax之30%；
(6)所述第一正規化計算可表為：DNSC1 =DSC1 *(McMax/SUMMC1 )；
(7)所述第二正規化計算可表為：DNSC2 =DSC2 *(McMax/SUMMC2 )；以及
(8)所述上下限篩選操作可表為：若一DNSC1 大於MIN且小於MAX，則其為有效的正規化自電容資料，否則即將其捨棄，以及若一DNSC2 大於MIN且小於MAX，則其為有效的正規化自電容資料，否則即將其捨棄。依此，本發明即可利用有效的正規化自電容資料有效解決觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊的問題，同時還可以解決溫飄和觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題。
依上述的說明，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖3，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。如圖3所示，一資訊處理裝置200具有一中央處理單元210及一觸控顯示裝置220，其中，觸控顯示裝置220係由圖1之觸控顯示裝置100實現，且該中央處理單元210係用以與該控制單元140通信。
另外，該資訊處理裝置200可為智慧型手機或攜帶型電腦裝置。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.本發明的整合自、互電容感測機制的觸控感測方法能夠在不增加硬體電路的情況下，藉由一適應性自電容資料正規化運算有效解決一觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊問題，以及解決溫飄和該觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題，從而提供操作者良好的觸控體驗。
2.本發明的觸控顯示裝置能夠藉由一整合自、互電容感測機制的適應性觸控感測方法，在不增加硬體電路的情況下，有效解決其觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊問題，以及解決溫飄和該觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題，從而提供操作者良好的觸控體驗。
3.本發明的資訊處理裝置能夠藉由一整合自、互電容感測機制的適應性觸控感測方法，在不增加硬體電路的情況下，有效解決其觸控顯示屏在進行互電容多指偵測時的電容耦合雜訊問題，以及解決溫飄和該觸控顯示屏處於懸浮環境時所衍生的干擾問題，從而提供操作者良好的觸控體驗。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技 術，且其首先創作合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請  貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:觸控顯示裝置 110:觸控顯示屏 110a:觸控電極陣列 120:自電容感測單元 130:互電容感測單元 140:控制單元 200:資訊處理裝置 210:中央處理單元 220:觸控顯示裝置 步驟a:在一幀互電容資料中找出一互容最大值 步驟b:依該互容最大值及一第一互電容總和對每一條接收電極所獲得的一第一自電容資料進行一第一正規化計算以產生一第一正規化自電容資料，及依該互容最大值及一第二互電容總和對每一條傳送電極所獲得的一第二自電容資料進行一第二正規化計算以產生一第二正規化自電容資料，其中，該第一互電容總和係指每一條所述接收電極中的複數個感測點中的有效第一互電容資料的總和，所述有效第一互電容資料的數值大於一閾值，該閾值係依該互容最大值之一比例產生，及該第二互電容總和係指每一條所述傳送電極中的複數個感測點中的有效第二互電容資料的總和，且所述有效第二互電容資料的數值大於該閾值 步驟c:對所述第一正規化自電容資料及所述第二正規化自電容資進行一上下限篩選操作以產生有效的正規化自電容資料
圖1繪示本發明之整合自、互電容感測機制的觸控屏之一實施例的示意圖。 圖2繪示本發明之自電容資料處理程序之一實施例的流程圖。 圖3繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。
步驟a:在一幀互電容資料中找出一互容最大值
步驟b:依該互容最大值及一第一互電容總和對每一條接收電極所獲得的一第一自電容資料進行一第一正規化計算以產生一第一正規化自電容資料，及依該互容最大值及一第二互電容總和對每一條傳送電極所獲得的一第二自電容資料進行一第二正規化計算以產生一第二正規化自電容資料，其中，該第一互電容總和係指每一條所述接收電極中的複數個感測點中的有效第一互電容資料的總和，所述有效第一互電容資料的數值大於一閾值，該閾值係依該互容最大值之一比例產生，及該第二互電容總和係指每一條所述傳送電極中的複數個感測點中的有效第二互電容資料的總和，且所述有效第二互電容資料的數值大於該閾值
步驟c:對所述第一正規化自電容資料及所述第二正規化自電容資進行一上下限篩選操作以產生有效的正規化自電容資料

Claims (9)

  1. 一種整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，應用在一觸控電極陣列上，且係利用一控制單元實現，該觸控電極陣列具有複數條接收電極及複數條傳送電極，該方法包括以下步驟：在一幀互電容資料中找出一互容最大值；依該互容最大值及一第一互電容總和對每一條所述接收電極所獲得的一第一自電容資料進行一第一正規化計算以產生一第一正規化自電容資料，及依該互容最大值及一第二互電容總和對每一條所述傳送電極所獲得的一第二自電容資料進行一第二正規化計算以產生一第二正規化自電容資料，其中，該第一互電容總和係指每一條所述接收電極中的複數個感測點中的有效第一互電容資料的總和，所述有效第一互電容資料的數值大於一閾值，及該第二互電容總和係指每一條所述傳送電極中的複數個感測點中的有效第二互電容資料的總和，且所述有效第二互電容資料的數值大於該閾值；以及對所述第一正規化自電容資料及所述第二正規化自電容資進行一上下限篩選操作以產生有效的正規化自電容資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，其中該閾值係依該互容最大值之一比例產生。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，其中所述第一正規化計算包括DNSC1=DSC1*(McMax/SUMMC1)，其中DNSC1為所述第一正規化自電容資料，DSC1為所述第一自電容資料，McMax為所述互容最大值，以及SUMMC1為所述第一互電容總和。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，其中所述第二正規化計算包括DNSC2=DSC2*(McMax/SUMMC2)，其中DNSC2為所述第二正規化自電容資料，DSC2為所述第二自電容資料，McMax為所述互容最大值，以及SUMMC2為所述第二互電容總和。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之整合自、互電容感測機制的觸控感測方法，其中所述上下限篩選操作包括：預設一上限數值及一下限數值； 若一所述第一正規化自電容資料大於該下限數值且小於該上限數值，則其為有效的正規化自電容資料，否則即將其捨棄；以及若一所述第二正規化自電容資料大於該下限數值且小於該上限數值，則其為有效的正規化自電容資料，否則即將其捨棄。
  6. 一種觸控顯示裝置，其執行如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之整合自、互電容感測機制的觸控感測方法。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其具有一顯示層，且該顯示層係由一液晶顯示層、一有機發光二極體顯示層、一微發光二極體顯示層和一量子點發光二極體顯示層所組成群組所選擇的一種顯示層。
  8. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如申請專利範圍第6至7項中任一項所述之觸控顯示裝置，其中該中央處理單元係用以與該觸控顯示裝置之所述控制單元通信。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之資訊處理裝置，其係一智慧型手機或一攜帶型電腦裝置。
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