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TWI452511B - 電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法 - Google Patents

電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法 Download PDF

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TWI452511B
TWI452511B TW101107194A TW101107194A TWI452511B TW I452511 B TWI452511 B TW I452511B TW 101107194 A TW101107194 A TW 101107194A TW 101107194 A TW101107194 A TW 101107194A TW I452511 B TWI452511 B TW I452511B
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capacitance
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TW101107194A
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Hsin Mao Huang
Chih Hung Kung
Yen Lin Huang
Ying Che Hsu
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Orise Technology Co Ltd
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Description

電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法
本發明係關於觸控面板之技術領域，尤指一種電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法。
觸控面板的技術原理是當手指或其他介質接觸到螢幕時，依據不同感應方式，偵測電壓、電流、聲波或紅外線等，進而測出觸壓點的座標位置。例如電阻式觸控面板即為利用上、下電極間的電位差，用以計算施壓點位置檢測出觸控點所在。電容式觸控面板是利用排列之透明電極與人體之間的靜電結合所產生之電容變化，從所產生之電流或電壓來檢測其座標。
依據電容觸控技術原理而言，其可分為表面式電容觸控感測(Surface Capacitive)及投射式電容觸控感測(Projected Capacitive)這兩種技術。表面式電容感測技術架構雖構造簡單，但不易實現多點觸控以及較難克服電磁干擾(Electromagnetic Disturbance，EMI)及噪訊的問題，使得現今大多朝向投射電容式觸控感測技術發展。
投射式電容觸控感測(Projected Capacitive)技術又可分為自感電容型(Self capacitance)及互感電容型(Mutual capacitance)。自感電容型係指觸控物與導體線間產生電容耦合，並藉由判斷導體線的電容變化，進而確定觸碰發生，以及互感電容型則是當觸碰發生，在鄰近2層導體線間產生電容耦合現象。
習知的自感電容感測技術係感測每一條導體線對地電容，藉由對地電容值變化用以判斷是否有物體靠近電容式觸控面板，其中，自感電容或對地電容並非實體電容，其係為每一條導體線的寄生及雜散電容。圖1係習知自感電容(self capacitance)感測之示意圖，其在第一時間週期，先由第一方向的驅動及感測器110用以驅動第一方向的導體線，進而對第一方向的導體線的自感電容充電。於第二時間週期，驅動及感測器110用以偵測第一方向的導體線上的電壓。於第三時間週期，由第二方向的驅動及感測器120驅動第二方向的導體線，進而對第二方向的導體線的自感電容充電。再於第四時間週期，驅動及感測器120用以偵測第二方向的導體線上的電壓。
圖1中的習知自感電容(self capacitance)感測方法係在同一條導體線上同時連接有驅動電路及感測電路，將導體線驅動後，再對同一導體線感測其訊號的變化量，進而決定自感電容大小，其優點是：
(1)　資料量較少，觸控面板的單一影像(image)只有m+n筆資料，節省硬體成本；
(2)　一個影像未處理資料(image raw data)取得快速，故感測觸碰點所需的時間較小。因為所有第一方向導體線可同時感測(當然也可逐一感測)，然後再同時對第二方向所有的導體線進行驅動及感測，兩次的不同方向導體線感測動作就可以做完一個圖框，故資料量較少，同時在執行將感測訊號由類比訊號轉為數位訊號所需的時間亦相對地少很多；以及
(3)　由於資料處理的量較少，所以具有較低的功率消耗。
然而，自感電容感測方法的缺點則為：
(1)　當觸控面板上有浮接導體時，如水滴，油漬等等，容易造成觸碰點誤判；以及
(2)　當觸控面板上同時有多點觸控時，會有鬼影的現象，進而導致自感電容(self capacitance)感測方法較難支援多點觸控的應用。
另一電容式觸控面板驅動的方法係為感測互感應電容(mutual capacitance,Cm)的大小變化，用以判斷是否有物體靠近觸控面板，同樣地，互感應電容(Cm)並非實體電容，其係為第一方向的導體線與第二方向的導體線之間互感應電容(Cm)。圖2係習知互感應電容(Cm)感測之示意圖，如圖2所示，驅動器210係配置於第一方向(Y)上，感測器220係配置於第二方向(X)上，於第一時間週期T1前半週期時，由驅動器210對第一方向的導體線230驅動，其使用電壓Vy_1對互感應電容(Cm)250進行充電，於第一時間週期T1後半週期時，所有感測器220感測所有第二方向的導體線240上的電壓(Vo_1,Vo_2,…,Vo_n)，用以獲得n個資料，經過m個驅動週期後，即可獲得mxn個資料。
其中，互感應電容(Cm)感測方法的優點為：
(1)　浮接導體和接地導體的訊號為不同方向，故可以很輕易的判斷是否為人體觸碰；以及
(2)　由於有每一個點的真實座標，多點同時觸摸時，可以分辨出每一個點的真實位置，互感應電容(Cm)感測方法容易支援多點觸控的應用。
其缺點則為：
(1)　單一影像未處理資料(image raw data)資料量為nxm，其遠大於自感電容(self capacitance)感測方法的資料量；
(2)　必須選一個方向，逐一掃描，例如當第一方向(Y)上有20條導體線時，則需要做20次感測的動作，才能得到一個完整影像未處理資料(image raw data)。同時，因為資料量大，在執行將感測訊號由類比訊號轉為數位訊號所需的時間則增加許多；以及
(3)　由於資料量大很多，資料處理的功率消耗也會隨之上升。
在可攜式手持裝置上使用觸控面板系統，在功率耗損上必須有最佳的使用效率及配置，用以避免浪費。為了提高效率降低浪費或增加系統的使用期限，因此觸控面板系統通常具有下列模式，用以提供切換，包括：
(1)睡眠模式(Sleep Mode)：係指觸控面板系統在經過一段較長時間無動作或無被使用者使用的情況下，觸控面板系統會進入的一種低耗電且減少系統資源佔用的狀態，僅保留少數提供手持裝置系統喚醒機制。當觸控面板系統進入睡眠模式時，必須特殊程序以喚醒觸控面板系統，使其進入工作模式(Active/Normal Mode)亦或閒置模式(Idle/Inactive Mode)，此外在睡眠模式狀態下，觸控面板系統的耗電量會是所有模式中最低的；
(2)　閒置模式(Idle/Inactive Mode)：係指當觸控面板系統經過一段較短時間無動作或無被使用者使用的情況下，觸控面板系統會進入的一種較低耗電且降低系統資源佔用的狀態，可藉由關閉較佔資源或耗電的觸控面板系統之內部單元，僅保留最基本不佔資源或較不耗電的必需單元運作。當觸控面板系統進入閒置模式時，使用者能透過再次觸摸使用觸控面板系統的方式，讓觸控面板系統快速進入工作模式(Active/Normal Mode)，進而達到節省不必要功率消耗的目的，閒置模式狀態下的耗電量會比工作模式情況下來的低；以及
(3)　工作模式(Active/Normal Mode)：係指使用者能完全使用觸控面板系統的功能，並且觸控面板系統能快速回應使用者使用的狀況，在工作模式下能擁有最佳效能表現，產生較高耗電量以及佔用較大系統資源，其中，工作模式狀態下，觸控面板系統的耗電量會是其他兩種模式中最高的。
同時，不論使用自電容型(Self capacitance)或互電容型(Mutual capacitance)操作模式，想要得知是否有被使用者使用，都必須藉由將目前取得的影像未處理資料(image raw data)與基礎影像未處理資料(base image raw data)做比較，才能得知差異，並藉以判斷目前是否有使用者觸摸使用。但習知技術係使用固定的基礎影像未處理資料(base image raw data)來與目前新的影像未處理資料(image raw data)比較，由於固定的基礎影像未處理資料(base image raw data)可能因為使用者身處不同環境條件或時間等因素而失去準度，導致觸控系統發生問題。因此，習知偵測電容式觸控面板的技術實仍有改善的空間。
本發明之目的主要係在提供一種電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，以達到降低功率消耗的目的，俾可應用於手持式裝置中，以延長手持式裝置使用時間。同時解決習知技術因為環境或時間等因素造成自感電容(self capacitance)驅動感測與互感電容(mutual capacitance)驅動感測飄移的不穩定性的問題。
依據本發明之一特色，本發明提出一種電容式多點觸控的切換模式驅動方法，其係用於一電容式多點觸控系統，該電容式多點觸控系統包含有一電容式觸控面板、一第一驅動感測裝置、一第二驅動感測裝置、及一控制裝置，該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置分別具有一閒置模式及一工作模式，該第一及第二驅動感測裝置於該閒置模式時，執行一自感電容驅動感測，該第一及第二驅動感測裝置於該工作模式時，執行一互感電容驅動感測，該控制裝置具有一儲存單元、一自感計數器、及一互感計數器，該電容式多點觸控的切換模式驅動方法包含：(A)該控制裝置對該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置執行初始化；(B)該控制裝置設定該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該工作模式，用以對該電容式觸控面板進行感測，進而產生一互感電容基礎影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(C)該控制裝置設定該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該閒置模式，用以對該電容式觸控面板進行感測，以產生一自感電容基礎影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(D)對該電容式觸控面板進行感測，以產生一自感電容影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(E)該控制裝置依據該自感電容影像未處理資料及該自感電容基礎影像未處理資料，用以判斷該電容式觸控面板上是否有觸碰點，若有，執行步驟(F)；(F)該控制裝置重置該自感計數器，並設定該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該工作模式；(G)該控制裝置重置該互感計數器；(H)該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置對該電容式觸控面板進行感測，進而產生一互感電容影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(I)該控制裝置依據該互感電容影像未處理資料及該互感電容基礎影像未處理資料，用以判斷該電容式觸控面板上是否有觸碰點，若有，執行步驟(J)；(J)該控制裝置依據該互感電容影像未處理資料及該互感電容基礎影像未處理資料，用以計算該電容式觸控面板上觸碰點的座標；其中，於步驟(D)、及步驟(E)中，該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該閒置模式，以及於步驟(F)、步驟(G)、步驟(H)、步驟(I)、及步驟(J)中，該第一及第二驅動感測裝置為該工作模式。
本發明係一種電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其係用於一電容式多點觸控系統300中。圖3係該電容式多點觸控系統300的方塊圖，該電容式多點觸控系統300包含一電容式觸控面板310、一第一驅動感測裝置320、一第二驅動感測裝置330、及一控制裝置340。其中，第一驅動感測裝置320及第二驅動感測裝置330分別具有一閒置模式(idel mode)及一工作模式(active mode)，當於該閒置模式時，執行一自感電容驅動感測，以及當於該工作模式時，執行一互感電容驅動感測，該控制裝置340具有一儲存單元341、一自感計數器343、及一互感計數器345。
該電容式觸控面板310具有於第一方向(Y)分佈的多數條第一導體線311(Y1~Y6)及於第二方向(X)分佈的多數條第二導體線312(X1~X6)。
圖4係本發明一種電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法的流程圖。首先於步驟(A)中，該控制裝置340對該第一及第二驅動感測裝置320,330、該儲存單元341、該自感計數器343、及該互感計數器345執行初始化。其中包含初始化設定第一及第二驅動感測裝置320,330在互感電容驅動感測時，驅動波形的個數、頻率、型態等等參數設定，以及初始化該控制裝置340中該儲存單元341、該自感計數器343、及該互感計數器345初始值，以避免因未初始化導致所產生之亂數初始值對系統造成不良的影響。
於步驟(B)中，該控制裝置340設定該第一及第二驅動感測裝置320,330為該工作模式，而對該電容式觸控面板進行互感電容(mutual capacitance)驅動感測，以產生一互感電容基礎影像未處理資料(mutual capacitance base image raw data,MCBIRD)，並將其儲存於該儲存單元341中。
在步驟(B)中，該控制裝置340主要是趁系統開機初期、使用者尚未觸摸該電容式觸控面板310的短暫時間，執行互感電容驅動感測，以取得該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)，並將取得的資料暫存於該儲存單元341中，提供後續執行互感電容驅動感測時參考比較使用。
於步驟(C)中，該控制裝置340設定該第一及第二驅動感測裝置320,330為該閒置模式，而對該電容式觸控面板310進行自感電容(self capacitance)驅動感測，以產生一自感電容基礎影像未處理資料(self capacitance base image raw data,SCBIRD)，並將其儲存於該儲存單元341中。
在步驟(C)中，該控制裝置340主要是趁系統開機初期、使用者尚未觸摸該電容式觸控面板310的短暫時間，執行自感電容驅動感測，以取得該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)，並將取得的資料暫存於該儲存單元341中，提供後續執行自感電容驅動感測時參考比較使用。
於步驟(C1)中，該控制裝置340重置該自感計數器343。於其他實施例中，可使用一計時器(timer)取代該自感計數器343。
在步驟(C1)中，該控制裝置340則是清除在步驟(C)中執行自感電容驅動感測時，計數執行多少自感電容驅動感測次數的該自感計數器343、或是執行多少經過時間的計時器，藉由重置前述該自感計數器343或計時器，達到初始化的功能。
於步驟(D)中，對該電容式觸控面板310進行感測，以產生一自感電容影像未處理資料(self capacitance image raw data,SCIRD)，並將其儲存於該儲存單元341中。
步驟(D)與步驟(C)所執行的動作相類似，一樣是利用自感電容驅動感測技術以取得該電容式觸控面板310的未處理資料(raw data)，但與步驟(C)不同的是，步驟(D)取得的自感電容影像未處理資料(SCIRD)會另外存放在該儲存單元341的不同於自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)的存放空間，以提供後續判斷使用。此外執行完步驟(D)後，該第一及第二驅動感測裝置320,330已經進入閒置模式(Idle Mode)。
於步驟(E)中，該控制裝置340依據該自感電容影像未處理資料(SCIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)，判斷該電容式觸控面板310上是否有觸碰點，若有，則進入工作模式並執行步驟(F)。
於步驟(E)中，該控制裝置340係比較該自感電容影像未處理資料(SCIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)，用以判斷該電容式觸控面板310的自感應電容是否有變化，亦即，判斷該電容式觸控面板310上每一條第一導體線311(Y1~Y6)及每一條第二導體線312(X1~X6)的自感應電容是否有變化。
更進一步說明，在步驟(E)中，其係將步驟(D)得到的該自感電容影像未處理資料(SCIRD)與步驟(C)得到的自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)兩者進行比較其差異是否超過一第一臨界值，其中，該第一臨界值可依電容式多點觸控系統300的設計需求而修改設定，且該第一臨界值會隨自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)相對變動而改變，亦即當該第一臨界值設定較小，則表示步驟(D)得到的該自感電容影像未處理資料(SCIRD)與步驟(C)得到的自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)兩者差異較小即可超過該第一臨界值。當兩者差異超過該第一臨界值，則判定剛剛在執行步驟(D)時，使用者有觸摸電容式觸控面板310，則下一步驟即觸發行互感電容驅動感測，用以執行座標轉換的工作。若兩者差異沒有超過該第一臨界值，則判斷使用者沒有觸摸觸控面板，因此持續執行自感電容驅動感測並執行步驟(K)。
圖5係本發明於自感電容(self capacitance)驅動感測時判定是否有觸摸的臨界值之示意圖。如圖5所示，圓圈處表示該自感電容影像未處理資料(SCIRD)與自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)兩者的差異超過該第一臨界值，則可判定使用者是有觸摸電容式觸控面板310。
於其他實施例中，步驟(E)亦可使用下列步驟以判斷是否有觸碰點。圖6係本發明於自感電容(self capacitance)驅動感測時判定是否有觸碰點之流程圖。
於步驟(E1)中，當一資料值PSCIRD (i)與一資料值PSCBIRD (i)之差值的絕對值大於一第三預設值Th3時，產生一第一觸發訊號Trigger1。當中，i為該自感電容影像未處理資料(SCIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)所涵蓋的資料區域，PSCIRD (i)為該自感電容影像未處理資料(SCIRD)的一個資料值，PSCBIRD (i)為該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)的一個資料值。
該電容式觸控面板310具有於第一方向(Y)分佈的m條第一導體線311(Y1~Y6)及於第二方向(X)分佈的n第二導體線312(X1~X6)時，該自感電容影像未處理資料(SCIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)的資料量為m+n筆資料，因此i的範圍為0~(m+n-1)。
當資料值PSCIRD (i)與資料值PSCBIRD (i)之差值的絕對值大於一第三預設值Th3，表示對應的導體線的自感電容(self capacitance)有變化，很有可能是使用者是有觸摸電容式觸控面板310。
步驟(E1)中只需判別是否資料值PSCIRD (i)與資料值PSCBIRD (i)之差值的絕對值大於一第三預設值Th3(亦或圖5中的第一臨界值)，如果有其中任一筆結果是肯定的，即表示系統即有可能有使用者觸摸，因而跳至流程圖中步驟(F)的部分。
於步驟(F)中，該控制裝置340重置該自感計數器343。於步驟(G)中，該控制裝置340重置該互感計數器345。於其他實施例，該互感計數器345可使用一計時器替代。此外進入步驟(F)，也表示該第一及第二驅動感測裝置320,330已經進入工作模式(Active Mode)。該控制裝置340設定該第一及第二驅動感測裝置320,330為該工作模式。
步驟(G)是清除當執行互感電容驅動感測時，計數執行多少互感電容驅動感測次數的該互感計數器345、或是執行多少經過時間的計時器，藉由重置前述該互感計數器345或計時器，達到初始化的功能。
於步驟(H)中，該第一及第二驅動感測裝置320,330對該電容式觸控面板310進行互感電容驅動感測，以產生一互感電容影像未處理資料(mutual capacitance image raw data,MCIRD)，並將其儲存於該儲存單元341中。
步驟(H)與步驟(B)所執行的動作相類似，一樣是利用互感電容驅動感測技術以取得該電容式觸控面板310的未處理資料(raw data)，但與步驟(B)不同的是，步驟(H)取得的互感電容影像未處理資料(MCIRD)，會另外存放在該儲存單元341的不同於互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)的存放空間，用以提供後續判斷使用。
於步驟(I)中，該控制裝置340依據該互感電容影像未處理資料(MCIRD)及該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)，判斷該電容式觸控面板310上是否有觸碰點，若有，執行步驟(J)。
於步驟(I)中，該控制裝置340係比較該互感電容影像未處理資料(MCIRD)及該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)，以判斷該電容式觸控面板3010的互感應電容是否有變化。亦即判斷該電容式觸控面板310上每一條第一導體線311(Y1~Y6)及每一條第二導體線312(X1~X6)交接處的互感應電容是否有變化。
在步驟(I)中，其係將步驟(H)得到的該互感電容影像未處理資料(MCIRD)與步驟(B)得到的該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)兩者進行比較其差異是否超過一第二臨界值，其中，該第二臨界值亦可依電容式多點觸控系統300的設計需求而修改設定，且該第二臨界值會隨該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)相對變動而改變。當該第二臨界值設定較小，則表示步驟(H)得到的該互感電容影像未處理資料(MCIRD)與步驟(B)得到的該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)兩者差異較小即可超過該第二臨界值的門檻值，若兩者差異超過該第二臨界值，則認定剛剛在執行步驟(H)時，使用者是有觸摸電容式觸控面板310，則下一步驟係執行步驟(J)，用以進行座標轉換的工作。若兩者差異沒有超過該第二臨界值，則判斷使用者沒有觸摸觸控面板，因此持續執行互感電容驅動感測並執行步驟(M)。
圖7係本發明於互感電容驅動感測時判定是否有觸摸的臨界值之示意圖。如圖7所示，圓圈處表示該互感電容影像未處理資料(MCIRD)與該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)兩者的差異超過該第二臨界值，則可判定使用者是有觸摸電容式觸控面板310。
於其他實施例中，步驟(I)亦可使用下列步驟以判斷是否有觸碰點。圖8係本發明於互感電容驅動感測時判定是否有觸碰點之流程圖。
於步驟(I1)中，當一資料值PMCIRD (k,j)與一資料值PMCBIRD (k,j)之差值的絕對值大於一第五預設值Th5時，產生一第二觸發訊號Trigger2，當中，k、j為該互感電容影像未處理資料(MCIRD)及該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)所涵蓋的影像區域，PMCIRD (k,j)為該互感電容影像未處理資料之一個資料值，PMCBIRD (k,j)為該互感電容基礎影像未處理資料之一個資料值。
該電容式觸控面板310具有於第一方向(Y)分佈的m條第一導體線311(Y1~Y6)及於第二方向(X)分佈的n條第二導體線312(X1~X6)時，該互感電容影像未處理資料(MCIRD)及該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)的資料量為m×n筆資料，因此k的範圍為0~(m-1)，j的範圍為0~(n-1)。
當資料值PMCIRD (k,j)與資料值PMCBIRD (k,j)之差值的絕對值大於一第五預設值Th5，表示對應的導體線交叉處的互感電容(mutual capacitance)有變化，亦即，很有可能是使用者是有觸摸電容式觸控面板310。
步驟I1中只需判別是否資料值PMCIRD (k,j)與資料值PMCBIRD (k,j)之差值的絕對值大於一第五預設值Th5(亦或圖7中的第二臨界值)，如果有其中任一筆結果是肯定的，即表示系統有使用者觸摸，進而跳至流程圖中步驟(J)的部分。
於步驟(J)中，該控制裝置340依據該互感電容影像未處理資料(MCIRD)及該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)兩者之間差異狀況，計算該電容式觸控面板上觸碰點的座標。
當於步驟(E)中，該控制裝置340判定該電容式觸控面板310上沒有觸碰點，則執行步驟(K)，用以將該自感計數器加1。
進一步說明，於步驟(L)中，該控制裝置340判斷該自感計數器343是否超過一第一預設值P1，若否，則執行步驟(D)，若是，則執行步驟(B)。
在步驟(L)中是藉由判定步驟(K)執行次數計數或執行時間暫存機制累進後的結果，是否到達該第一預設值P1。該第一預設值P1是可以讓系統設計者自行修改設定，當執行步驟(K)後到步驟(L)時，判定次數計數或執行時間暫存機制累進後的結果沒有超過該第一預設值P1，則重新執行步驟(D)。若次數計數或執行時間暫存機制累進後的結果超過該第一預設值P1，則表示執行自感電容(self capacitance)驅動感測的時間或次數已經達到一定數量，必須重新執行步驟(B)與步驟(C)，用以更新該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)與該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)。
於步驟(I)中，該控制裝置340判定該電容式觸控面板310上沒有觸碰點，則執行步驟(M)，用以將該互感計數器345加1。
於步驟(N)中，該控制裝置340判斷該互感計數器345是否超過一第二預設值P2，若否，則執行步驟(H)，若是，則執行步驟(B)。
在步驟(N)中是藉由步驟(M)執行次數計數或執行時間暫存機制累進後的結果，而判定該互感計數器345是否到達該第二預設值P2。該第二預設值P2係可依系統設計需求而修改設定，當執行步驟(M)後到步驟(N)時，判定次數計數或執行時間暫存機制累進後的結果沒有超過該第二預設值P2，則重新執行步驟(H)。若次數計數或執行時間暫存機制累進後的結果超過該第二預設值P2，則表示執行互感電容(mutual capacitance)驅動感測的時間或次數已經達到一定數量，必須重新執行步驟(B)與步驟(C)，以更新該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)與該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)。
於步驟(D)、步驟(E)、步驟(K)、及步驟(L)中，該第一及第二驅動感測裝置320,330係為該閒置模式，於步驟(F)、步驟(G)、步驟(H)、步驟(I)、步驟(J)、步驟(M)、及步驟(N)中，該第一及第二驅動感測裝置320,330係為該工作模式。
當該自感計數器343超過該第一預設值P1或該互感計數器345超過該第二預設值P2時，本發明之方法均重回步驟(B)，並在步驟(B)及步驟(C)中分別重新擷取及更新該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)，藉此可解決習知技術使用固定的基礎影像未處理資料(base image raw data)來與目前新的影像未處理資料(image raw data)進行比較，進而產生失去準度的問題。
習知技術在電容式多點觸控系統進入閒置模式時，通常使用單一驅動波形、降低頻率的驅動波形、或降低頻率且不同個數的驅動波形來偵測使用者是否有觸摸電容式觸控面板，但以本發明技術係使用自感電容驅動感測技術來偵測判斷是否要從閒置模式轉態至工作模式，不但能降低類比端電路的設計及其功率消耗，對於節省耗電的表現也有較佳表現。
此外，本發明另一項特點係可自動定時或固定執行該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)校正的功能，即當電容式多點觸控系統300在沒被使用者觸摸使用的時期，會定時或固定執行頻率次數自動執行校正，用以取得該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)。與習知技術僅在開機或出廠時執行一次校正方式相比較，本發明能解決因為環境或時間等因素造成自感電容驅動感測與互感電容驅動感測飄移所產生的不穩定性。
由前述說明可知，本發明電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，能讓電容式多點觸控系統300在閒置模式(Idle/Inactive Mode)時，能以較省電且不占資源的自感電容驅動感測技術進行偵測使用者操作狀態。於閒置模式時，一旦偵測到使用者有觸摸該電容式觸控面板310時，電容式多點觸控系統300則立刻切換到工作模式，用以準確地偵測觸碰點的位置。此外本發明也透過固定時間或固定執行頻率次數時，進行該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)校正的功能，使該互感電容基礎影像未處理資料(MCBIRD)及該自感電容基礎影像未處理資料(SCBIRD)受到使用時間或環境變化等因素，導致飄移的問題獲得有效的改善。
由上述可知，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，極具實用價值。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
110‧‧‧驅動及感測器
120‧‧‧驅動及感測器
210‧‧‧驅動器
220‧‧‧感測器
230‧‧‧第一方向的導體線
240‧‧‧第二方向的導體線
300‧‧‧電容式多點觸控系統
310‧‧‧電容式觸控面板
320‧‧‧第一驅動感測裝置
330‧‧‧第二驅動感測裝置
340‧‧‧控制裝置
341‧‧‧儲存單元
343‧‧‧自感計數器
345‧‧‧互感計數器
步驟(A)~步驟(N)
(C1)‧‧‧步驟
(E1)‧‧‧步驟
(I1)‧‧‧步驟
圖1係習知自感電容感測之示意圖。
圖2係習知互感應電容感測之示意圖。
圖3係本發明電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法應用於一電容式多點觸控系統的方塊圖。
圖4係本發明一種電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法的流程圖。
圖5係本發明於自感電容驅動感測時判定是否有觸摸的臨界值之示意圖。
圖6係本發明於自感電容驅動感測時判定是否有觸碰點之流程圖。
圖7係本發明於互感電容驅動感測時判定是否有觸摸的臨界值之示意圖。
圖8係本發明於互感電容驅動感測時判定是否有觸碰點之流程圖。
步驟(A)～步驟(N)
步驟(C1)

Claims (10)

  1. 一種電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其係用於一電容式多點觸控系統，該電容式多點觸控系統包含有一電容式觸控面板、一第一驅動感測裝置、一第二驅動感測裝置、及一控制裝置，該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置分別具有一閒置模式及一工作模式，該第一及第二驅動感測裝置於該閒置模式時，執行一自感電容驅動感測，該第一及第二驅動感測裝置於該工作模式時，執行一互感電容驅動感測，該控制裝置具有一儲存單元、一自感計數器、及一互感計數器，該電容式多點觸控的切換模式驅動方法包含：(A)該控制裝置對該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置執行初始化；(B)該控制裝置設定該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該工作模式，用以對該電容式觸控面板進行感測，進而產生一互感電容基礎影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(C)該控制裝置設定該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該閒置模式，用以對該電容式觸控面板進行感測，以產生一自感電容基礎影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(D)對該電容式觸控面板進行感測，以產生一自感電容影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(E)該控制裝置依據該自感電容影像未處理資料及該自感電容基礎影像未處理資料，用以判斷該電容式觸 控面板上是否有觸碰點，若有，執行步驟(F)；(F)該控制裝置重置該自感計數器，並設定該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該工作模式；(G)該控制裝置重置該互感計數器；(H)該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置對該電容式觸控面板進行感測，進而產生一互感電容影像未處理資料，並儲存於該儲存單元中；(I)該控制裝置依據該互感電容影像未處理資料及該互感電容基礎影像未處理資料，用以判斷該電容式觸控面板上是否有觸碰點，若有，執行步驟(J)；以及(J)該控制裝置依據該互感電容影像未處理資料及該互感電容基礎影像未處理資料，用以計算該電容式觸控面板上觸碰點的座標；其中，於步驟(D)、及步驟(E)中，該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該閒置模式，以及於步驟(F)、步驟(G)、步驟(H)、步驟(I)、及步驟(J)中，該第一及第二驅動感測裝置為該工作模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，步驟(C)更包含步驟：(C1)該控制裝置重置該自感計數器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(E)中，當該控制裝置判定該電容式觸控面板上沒有該觸碰點，則執行步驟(K)，用以將該自感計數器的計數值加1，於執 行步驟(K)後再執行步驟(L)；以及(L)該控制裝置判斷該自感計數器是否超過一第一預設值，若否，則執行步驟(D)，若是，則執行步驟(B)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(I)中，該控制裝置判定該電容式觸控面板上沒有該觸碰點，則執行步驟(M)，以將該互感計數器的計數值加1，於執行步驟(M)後再執行步驟(N)；以及(N)該控制裝置判斷該互感計數器是否超過一第二預設值，若否，則執行步驟(H)，若是，則執行步驟(B)。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(E)中，該控制裝置係比較該自感電容影像未處理資料及該自感電容基礎影像未處理資料，用以判斷該電容式觸控面板的自感應電容是否有變化。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(E)更包含下列步驟：(E1)當一資料值PSCIRD (i)與一資料值PSCBIRD (i)之差值的絕對值大於一第三預設值時，則判定該電容式觸控面板被碰觸，當中，i為該自感電容影像未處理資料及該自感電容基礎影像未處理資料所涵蓋的資料區域，PSCIRD (i)為該自感電容影像未處理資料的一個資料值，PSCBIRD (i)為該自感電容基礎影像未處理資料的一個資料值。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(I)中，該控制裝置係比較該互感電容影像未處理資料及該互感電容基礎影像未處理資料，用以判斷該電容式觸控面板的互感應電容是否有變化。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(I)更包含下列步驟：(I1)當一資料值PMCIRD (k,j)與一資料值PMCBIRD (k,j)之差值的絕對值大於一第五預設值時，則判定該電容式觸控面板被碰觸，當中，k、j為該互感電容影像未處理資料及該互感電容基礎影像未處理資料所涵蓋的影像區域，PMCIRD (k,j)為該互感電容影像未處理資料之資料值，PMCBIRD (k,j)為該互感電容基礎影像未處理資料之資料值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(K)、及步驟(L)中，該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該閒置模式。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電容式多點觸控的切換模式低待機功耗驅動方法，其中，於步驟(M)、及步驟(N)中，該第一驅動感測裝置及該第二驅動感測裝置為該工作模式。
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