TWI443559B - 在觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測方法與偵測裝置 - Google Patents

Description

在觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測方法與偵測裝置

本發明係有關於一種觸碰點的偵測方法，尤指一種用以在一觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測方法與偵測裝置。

在一般的互感電容式(mutual capacitance)觸控面板中，通常有兩種慣用的偵測方法，第一種偵測方法是在一觸控面板上逐一驅動一第一維度(例如：X軸)上所有的感應軸(sensing axis)，並以一第二維度(例如：Y軸)上每一感應軸逐一接收對應X軸上每一感應軸的感應訊號，接著再逐一驅動Y軸上的每一感應軸，並在X軸上每一感應軸逐一接收對應Y軸上每一感應軸的感應訊號。舉例來說，請參照第1圖，第1圖為應用習知偵測電路200來針對一觸控面板100上多個觸碰點進行偵測的示意圖。由圖可知，習知觸控面板100在X軸與Y軸上各具有八個感應軸X1~X8與Y1~Y8，其中，每個感應軸會透過一暫存器211(圖中僅代表性地顯示出一個暫存器)而以一多工器210決定該感應軸如何連接到一類比數位轉換器(analog-digital converter，ADC)220以及其工作的方式。當應用一驅動電路250來驅動感應軸X1時，暫存器211會同時被設定來應用多工器210在感應軸Y1上接收對應感應軸X1之一感應訊號，並應用類比數位轉換器220來將該感應訊號轉換成一數位訊號並儲存在一儲存元件(例如記憶體)230之中，之後，再由一處理器(例如：一微控制器，(micro control unit，MCU))透過一控制介面240來讀取該數位訊號；接著，持續驅動感應軸X1，並在暫存器211中更改感應軸Y1與Y2的設定以停止感應軸Y1的接收動作，並開始在感應軸Y2上接收對應感應軸X1之一感應訊號，應用類比數位轉換器220來將該感應訊號轉換成一數位訊號，再由該處理器透過控制介面240來讀取該數位訊號，以此類推，直到感應軸Y1~Y8上對應感應軸X1之所有感應訊號均被讀取至該處理器之中。

在第1圖中，習知的偵測電路200需要經過大量的設定以及頻繁地讀取才能完整地偵測出觸控面板100上的觸碰事件，舉例來說，假若偵測電路200針對觸控面板100上全部的面積作掃描以得到其中各個觸碰點的座標，所需要設定暫存器211以及控制介面240的讀取次數至少需要8*8*2=128次。請再參照第2圖，其為針對觸控面板100上多個觸碰點事件所偵測到的初步偵測示意圖，其中X軸上所接收到對應Y軸的感測訊號表示為SX，而Y軸上所接收到對應X軸的感測訊號則表示為SY，由圖可知，感測訊號SX指出在感應軸X2、X3、X6以及X7上有觸碰點，而感測訊號SX指出在感應軸Y2、Y3、Y4，Y5以及Y6上有觸碰點，因此，即使應用了初步偵測程序來縮小掃描範圍，第2圖的範例所需要的設定以及讀取次數至少仍需要4*5*2=40次。

是故，如何增進觸碰面板的偵測效率，減少其中所需的設定以及讀取次數仍是此一領域的一大課題。

有鑑於此，本發明提供了一種可進行快速偵測且大幅減少設定以及讀取次數的偵測方法與其相關偵測裝置。

依據本發明之一實施例，其提供了一種用以在一觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測方法。該觸控面板在一第一維度上包含有複數個第一感應軸，以及在一第二維度上包含有複數個第二感應軸。該偵測方法包含有：依據觸該控面板上的觸碰點來產生一初步感測資料；依據該初步感測資料，在該些第一感應軸中決定出至少一特定感應軸；應用一設定電路來設定該些第一感應軸與該些第二感應軸的驅動與接收順序來產生一感測輸出，包含有：應用一驅動電路來逐一驅動該至少一特定感應軸，並在該觸控面板之該些第二感應軸上分別透過一多工器接收對應該至少一特定感應軸之一感測資料，以產生一感測輸出，並將該感測輸出儲存在一儲存元件中；以及應用一決定電路來接收一完成指令，當該決定電路接收到該完成指令時，該決定電路便依據該感測輸出來決定出一觸碰偵測結果。

依據本發明之另一實施例，其提供了一種用以在一觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測裝置。該觸控面板在一第一維度上包含有複數個第一感應軸，以及在一第二維度上包含有複數個第二感應軸。該偵測裝置包含有一驅動電路、一多工器、一初步偵測電路、一感應軸選擇電路、一儲存元件、一設定電路以及一決定電路。該驅動電路用以驅動該些第一感應軸以及該些第二感應軸。該多工器用以接收對應該些第一感應軸以及第二感應軸之至少一感測資料。該初步偵測電路耦接至該驅動電路以及該多工器，用以應用該驅動電路以及該多工器來依據觸該控面板上的觸碰點以產生一初步感測資料。該感應軸選擇電路耦接於初步偵測電路，用以依據該初步感測資料，在該些第一感應軸中決定出至少一特定感應軸。該設定電路耦接於該驅動電路、該多工器、該感應軸選擇電路以及該儲存元件，用以設定該些第一感應軸與該些第二感應軸的驅動與接收順序來產生一感測輸出，控制該驅動電路來逐一驅動該至少一特定感應軸之後，在該觸控面板之該些第二特定感應軸上分別透過該多工器接收對應該至少一特定感應軸之一感測資料，以產生一感測輸出，並將該感測輸出儲存在該儲存元件中。該決定電路耦接於該儲存元件，用以接收一完成指令，當該決定電路接收到該完成指令時，該決定電路依據該儲存元件中的該感測輸出決定出一觸碰偵測結果。

請參照第3圖，其為依據本發明之一實施例所實現之應用於一觸控面板的一偵測裝置300的示意圖。該觸控面板在一第一維度(例如：X軸)上包含有複數個縱向感應軸，而在一第二維度(例如：Y軸)上包含有複數個橫向感應軸，舉例來說，偵測裝置300係應用於第2圖所示的觸控面板100以偵測其上的觸碰點，其中觸控面板100具有縱向感應軸X1~X8以及橫向感應軸Y1~Y8。在本實施例中，偵測裝置300包含有(但不侷限於)一多工器310、一數位類比轉換器320、一儲存元件(例如記憶體)330、一控制介面340、一驅動電路350、一初步偵測電路360、一感應軸選擇電路370、一設定電路380以及一決定電路390，其中多工器310(包含其中之一暫存器311)、數位類比轉換器320、儲存元件330、控制介面340以及驅動電路350與習知偵測電路200中的相對應元件之結構與功能大致相同，故其詳細運作在此便不再贅述。

首先，在本發明之一第一實施例中，初步偵測電路360會應用驅動電路350以及多工器310來先依據觸控面板上的所有觸碰點而產生一初步感測資料SP，舉例來說，先同時應用驅動電路350來驅動觸控面板100中的縱向感應軸X1~X8，並控制多工器310在觸控面板100中的橫向感應軸Y1~Y8上接收相對應的感測訊號SY，接著再同時應用驅動電路350驅動橫向感應軸Y1~Y8，並控制多工器310在縱向感應軸X1~X8上接收相對應的感測訊號SX，最後，再依據感測訊號SY與感測訊號SX來產生初步感測資料SP。由第2圖的範例可知，感測訊號SX指出縱向感應軸中只有X2、X3、X6與X7等四個縱向感應軸上有反應訊號，而感測訊號SY則指出橫向感應軸中只有Y2、Y3、Y4、Y5與Y6等五個橫向感應軸上有反應訊號，因此，感應軸選擇電路370接著便依據初步感測資料SP中，具有反應訊號的縱向感應軸數量以及具有反應訊號的橫向感應軸數量來決定出至少一特定感應軸。為了簡化後續的處理程序，感應軸選擇電路370會選擇在一維度上數量較少的感應軸來作為特定感應軸，在本範例中，感應軸選擇電路370是將縱向感應軸X2、X3、X6與X7歸類為特定感應軸。請注意，此僅作為範例說明之用，並非本發明的限制條件，假若在另一操作範例中，具有反應訊號的橫向感應軸之數量比具有反應訊號的縱向感應軸之數量少，感應軸選擇電路370則會選擇將具有反應訊號的該些橫向感應軸歸類為特定感應軸。

於另一操作範例中，初步感測資料SP包含有一第一初步感測資料與一第二初步感測資料，其中初步偵測電路360係同時控制驅動電路350驅動複數個縱向感應軸，並控制多工器310在複數個橫向感應軸上分別接收對應每一縱向感應軸之一第一感測資料，以產生該第一初步感測資料，以及同時驅動該些橫向感應軸，並在該些縱向感應軸上分別接收對應每一橫向感應軸之一第二感測資料，以產生該第二初步感測資料，另外，初步偵測電路360另會進行感測資料的篩選操作以降低誤判的發生，例如，初步偵測電路360係依據超過一門檻值TH之每一第一感測資料來產生該第一初步感測資料及/或依據超過該門檻值TH之每一第二感測資料來產生該第二初步感測資料。

在決定出該至少一特定感應軸之後，設定電路380會設定第一感應軸中之該至少一特定感應軸以及與該至少一特定感應軸不同維度之第二感應軸(當該至少一特定感應軸屬於縱向感應軸時，該些第二感應軸屬於橫向感應軸；另一方面，當該至少一特定感應軸屬於橫向感應軸時，則該些第二感應軸便屬於縱向感應軸)的驅動與接收順序來產生一感測輸出。首先，設定電路380會依據該至少一特定感應軸與該些第二感應軸來決定出驅動與接收順序，舉例來說，設定電路380設定驅動電路350對一特定感應軸(縱向感應軸)X2驅動，以及設定多工器310應用所有第二感應軸(橫向感應軸)Y1~Y8來分別接收對應特定感應軸X2的感測資料(亦即，在暫存器311之中設定對應第二感應軸(橫向感應軸)Y1~Y8為讀取狀態)，並透過數位類比轉換器320將該感測資料儲存在儲存元件330中，接著再應用驅動電路350驅動下一個特定感應軸(亦即特定感應軸X3)，且同時設定多工器310應用所有第二感應軸Y1~Y8來分別接收對應特定感應軸X3的感測資料，接著將該感測資料儲存在儲存元件330中。以此類推，設定電路380會應用驅動電路350逐一驅動特定感應軸X2、X3、X6以及X7，並在驅動每一特定感應軸的同時，設定多工器310在第二感應軸(橫向感應軸)Y1~Y8上分別接收對應該特定感應軸之感測資料以產生一感測輸出(即在第二感應軸(橫向感應軸)Y1~Y8上所接收到之分別對應於第一特定感應軸X2、X3、X6以及X7之感測資料的集合)，並將該感測輸出儲存在儲存元件330中。最後，當決定電路390接收到一完成指令Fin時，決定電路390便依據儲存元件330中的該感測輸出來決定出一觸碰偵測結果，並由控制介面340來輸出該觸碰偵測結果，以決定出該觸碰事件所對應之該些觸碰點。

請注意，在此實施例中，偵測裝置300應用了數位類比轉換器320來將感測資料以數位的形式儲存在儲存元件330之中，然而這並非用來限定本發明之範圍，例如，數位類比轉換器320亦可內建於多工器310中，因此，當多工器310接收對應一感應軸之一感測資料時，多工器310隨即輸出數位化的該感測資料以供後續處理。

於上述的實施例中，在初步偵測程序之外，設定電路380僅需要對多工器310與驅動電路350作出一次設定，並可以在掃描完成或是使用者發送完成指令Fin時中斷，以讓一處理器可批次讀取觸碰偵測結果。相較於習知的偵測電路200，本發明偵測裝置300所需要的設定次數可大量地減少，因而大幅降低掃描時間，且使得處理器在掃描過程之中能進行其他的工作而提升整體效能。

上述的範例中，初步偵測電路360是分別驅動所有縱向感應軸，並在所有橫向感應軸接收反應訊號以及驅動所有橫向感應軸，並在所有縱向感應軸接收反應訊號，再接著偵測具有反應訊號之縱向感應軸以及橫向感應軸的數量，並在該些具有反應訊號縱向感應軸以及橫向感應軸中，選擇在一維度上數量較少的感應軸來作為特定感應軸(在此範例中，四個縱向感應軸具有反應訊號，而具有反應訊號之橫向感應軸則有五個)。然而，在本發明之一第二實施例中，初步偵測電路360可在該些縱向感應軸X1~X8以及該些橫向感應軸Y1~Y8中，選定一維度上之該些感應軸來驅動，並在另一維度上之該些感應軸來接收反應訊號，以產生初步感測資料SP，而感應軸選擇電路370便依據初步感測資料SP來選出該至少一特定感應軸。舉例來說，在第2圖的操作範例中，當初步偵測電路360選用橫向感應軸Y1~Y8來加以驅動，並在縱向感應軸X1~X8上分別接收對應每一橫向感應軸之一感測資料來產生初步感測資料SP，而感應軸選擇電路370可由初步感測資料SP得出具有反應訊號的感應軸，亦即縱向感應軸X2、X3、X6與X7，是故便選出縱向感應軸X2、X3、X6與X7作為特定感應軸。另一方面來說，當初步偵測電路360選用縱向感應軸X1~X8來加以驅動，並在橫向感應軸Y1~Y8上分別接收對應每一縱向感應軸之一感測資料來產生初步感測資料SP，而感應軸選擇電路370可由初步感測資料SP得出具有反應訊號的感應軸，亦即橫向感應軸Y2、Y3、Y4、Y6與Y7，是故便選出橫向感應軸Y2、Y3、Y4、Y6與Y7作為特定感應軸。而在決定出該些特定感應軸之後，偵測裝置300會依循前述第一實施例的操作程序來得出該觸碰偵測結果，為簡明起見，相關說明在此便不再贅述。

綜上所述，本發明提供了一種偵測方法以及其相關偵測裝置，其經由設定一觸碰面板上每個感應軸的驅動/感測順序，因而可快速地讀取觸碰偵測資料並傳送給一處理器。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧觸控面板

200、300‧‧‧偵測電路

210、310‧‧‧多工器

211、311‧‧‧暫存器

220、320‧‧‧數位類比轉換器

230、330‧‧‧儲存元件

240、340‧‧‧控制介面

250、350‧‧‧驅動電路

360‧‧‧初步偵測電路

370‧‧‧感應軸選擇電路

380‧‧‧設定電路

390‧‧‧決定電路

SX、SY‧‧‧感測訊號

Fin‧‧‧完成指令

第1圖為應用習知偵測電路來針對觸控面板上多個觸碰點進行偵測的示意圖。

第2圖為針對觸控面板上多個觸碰點事件所偵測到的初步偵測示意圖。

第3圖為依據本發明之一實施例所實現之應用於觸控面板的偵測裝置的示意圖。

300．．．偵測裝置

310．．．多工器

311．．．暫存器

320．．．數位類比轉換器

330．．．儲存元件

340．．．控制介面

350．．．驅動電路

360．．．初步偵測電路

370．．．感應軸選擇電路

380．．．設定電路

390．．．決定電路

Fin．．．完成指令

Claims (10)

1. 一種用以在一觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測方法，該觸控面板在一第一維度上以及一第二維度上包含有複數個感應軸，該偵測方法包含有：依據觸該控面板上的觸碰點來產生一初步感測資料；依據該初步感測資料，以該第一維度及該第二維度中具有較少感應到觸碰的感應軸之維度的感應軸為複數個第一感應軸，以及以該第一維度及該第二維度中具有較多感應到觸碰的感應軸之維度的感應軸為複數個第二感應軸，並在該些第一感應軸中決定出至少一特定感應軸；應用一設定電路來設定該些第一感應軸與該些第二感應軸的驅動與接收順序來產生一感測輸出，包含有：應用一驅動電路來逐一驅動該至少一特定感應軸，並在該觸控面板之該些第二感應軸上分別透過一多工器接收對應該至少一特定感應軸之一感測資料，以產生一感測輸出，並將該感測輸出儲存在一儲存元件中；以及應用一決定電路來接收一完成指令，當該決定電路接收到該完成指令時，該決定電路便依據該感測輸出來決定出一觸碰偵測結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述的偵測方法，其中該初步感測資料包含有一第一初步感測資料與一第二初步感測資料，以及產生該初步感測資料的步驟包含有： 同時驅動該些第二感應軸，並在該些第一感應軸上分別接收對應每一第二感應軸之一第一感測資料，以產生該第一初步感測資料；以及同時驅動該些第一感應軸，並在該些第二感應軸上分別接收對應每一第一感應軸之一第二感測資料，以產生該第二初步感測資料；其中該第一初步感測資料之資料數量不大於該第二初步感測資料之資料數量。
3. 如申請專利範圍第2項所述的偵測方法，其中產生該第一初步感測資料的步驟包含有：依據超過一門檻值之每一第一感測資料來產生該第一初步感測資料。
4. 如申請專利範圍第2項所述的偵測方法，其中產生該第二初步感測資料的步驟包含有：依據超過一門檻值之每一第二感測資料來產生該第二初步感測資料。
5. 如申請專利範圍第1項所述的偵測方法，其中產生該初步感測資料的步驟包含有：同時驅動該些第二感應軸，並在該些第一感應軸上分別接收對應每一第二感應軸之一感測資料，以產生該初步感測資料；以 及依據該初步感測資料，在該些第一感應軸中決定出該至少一特定感應軸的方法包含有：依據該初步感測資料在該些第一感應軸選出該至少一特定感應軸。
6. 一種用以在一觸控面板上偵測出複數個觸碰點的偵測裝置，該觸控面板在一第一維度以及一第二維度上包含有複數個感應軸，該偵測裝置包含有：一驅動電路，用以驅動該些感應軸；一多工器，用以接收對應該些感應軸之至少一感測資料；一初步偵測電路，耦接至該驅動電路以及該多工器，用以應用該驅動電路以及該多工器來依據觸該控面板上的觸碰點以產生一初步感測資料；一感應軸選擇電路，耦接於初步偵測電路，用以依據該初步感測資料，以該第一維度及該第二維度中具有較少感應到觸碰的感應軸之維度的感應軸為複數個第一感應軸，以及以該第一維度及該第二維度中具有較多感應到觸碰的感應軸之維度的感應軸為複數個第二感應軸，並在該些第一感應軸中決定出至少一特定感應軸；一儲存元件；一設定電路，耦接於該驅動電路、該多工器、該感應軸選擇電路以及該儲存元件，用以設定該些第一感應軸與該些第二感應 軸的驅動與接收順序來產生一感測輸出，控制該驅動電路來逐一驅動該至少一特定感應軸之後，在該觸控面板之該些第二特定感應軸上分別透過該多工器接收對應該至少一特定感應軸之一感測資料，以產生一感測輸出，並將該感測輸出儲存在該儲存元件中；以及一決定電路，耦接於該儲存元件，用以接收一完成指令，當該決定電路接收到該完成指令時，該決定電路依據該儲存元件中的該感測輸出決定出一觸碰偵測結果。
7. 如申請專利範圍第6項所述的偵測裝置，其中：該初步感測資料包含有一第一初步感測資料與一第二初步感測資料；以及該驅動電路係同時驅動該些第二感應軸，並由該設定電路控制該多工器在該些第一感應軸上分別接收對應每一第二感應軸之一第一感測資料，以產生該第一初步感測資料，以及該驅動電路同時驅動該些第一感應軸，並由該設定電路控制該多工器在該些第二感應軸上分別接收對應每一第一感應軸之一第二感測資料，以產生該第二初步感測資料；其中該第一初步感測資料之資料數量不大於該第二初步感測資料之資料數量。
8. 如申請專利範圍第7項所述的偵測裝置，其中該初步偵測電路係依據超過一門檻值之每一第一感測資料來產生該第一初步感測 資料。
9. 如申請專利範圍第7項所述的偵測裝置，其中該初步偵測電路另依據超過一門檻值之每一第二感測資料來產生該第二初步感測資料。
10. 如申請專利範圍第6項所述的偵測裝置，其中該初步偵測電路係同時驅動該些第二感應軸，並在該些第一感應軸上分別接收對應每一第二感應軸之一感測資料，以產生該初步感測資料；以及感應軸選擇電路依據該初步感測資料在該些第一感應軸選出該至少一特定感應軸。