CN103135832B - 计算触控面板上的触碰座标的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种计算触控面板上的触碰座标的方法，该触控面板上包含了若干个点，所述方法包含：当该触控面板上存在有触碰动作发生时，决定一群候选点，每个候选点具有一个感测值；将权重系数分派给各个候选点的感测值，以得出若干个经权重分配的感测值；以及利用各个候选点的位置和该等经权重分配的感测值来计算一座标。利用此方法，能够使得触碰座标的计算结果更为稳定、可靠。

Description

计算触控面板上的触碰座标的方法
技术领域
本发明涉及一种触碰感测技术，特别有关一种触控面板(touchpanel)上触碰座标的计算方法。
背景技术
现今，大部份的电子装置，例如：手机、可携式多媒体播放器和笔记本(包含上网本、平板电脑等)，通常都配备有触控面板，作为新一代的输入介面，以取代传统的鼠标和键盘。
触控面板具有若干个感测器，其用来感测一或多个触碰动作。触控面板上可视为具有许多个排列成矩阵形态的点，当一个物体碰触到触控面板时，触控面板上的一或多个点会被碰触到，被碰触到的点在此称为“触碰点”。当触控面板上存在有触碰动作发生时，这些感测器可以用来侦测出相应于触碰点的感测值(如电容值)，触碰点的感测值和相应的位置信息会被传送到后端电路。传统上，后端电路会根据触碰点的位置及其感测值计算出一质心座标(centroidcoordinate)，藉此决定触碰动作发生之位置的触碰座标。
美国公开专利第2011/0087455字号公开一种现有的触碰位置侦测方法，其揭示一种基于两相邻感测讯号值之差来进行质心运算的方式，藉此决定其触碰座标。此外，美国公开专利第2010/0252336字号揭示一种触控装置的定位方法，此方法运用另一种质心运算来判定触碰座标，这种质心运算是基于感测值的平方根而进行的运算。
本发明提供一种新颖且富有创造性的方法，能够使得触碰座标的计算结果更为稳定、可靠。
发明内容
本发明之目的在于提供一种计算触控面板上的触碰座标的方法，其能够使得触碰座标的计算结果更为稳定、可靠。
为达成上述目的，本发明一方面提供一种计算触控面板上的触碰座标的方法，该触控面板上包含了若干个点，所述方法包含：当该触控面板上存在有触碰动作发生时，决定一群候选点，每个候选点具有一个感测值；将权重系数分派给各个候选点的感测值，以得出若干个经权重分配的感测值；以及利用各个候选点的位置和该等经权重分配的感测值来计算一座标。
本发明中，各个候选点的感测值是再经过权重分配的。依此方式，在进行多次计算的情形下，触碰座标的计算结果比较会趋向于收敛到同一点，因此当一个物体碰触到触控面板并且下压一段时间时，所计算出来的触碰座标比较不会到处漂移。
附图说明
本发明配合如下所附图式作详细描述。
图1显示根据本发明实现的用于触控面板之触碰座标计算方法的流程图。
图2显示触控面板上存在有触碰动作发生的示意图。
图3显示感测值高于阈值的有效点的示意图。
图4显示具有区域性极大值之感测值的感测点的示意图。
图5显示触控面板的感测面板的示意图。
图6A显示触控面板上3×3个点的区域的示意图。
图6B显示感测面板上3×3个感测电极的区域的示意图。
图6C显示根据本发明之一实施例的权重系数分配表的示意图。
图7显示感测面板和屏幕间进行转换而得的触碰座标的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种触碰感测装置之触控面板上的触碰座标的计算方法。触控面板上可视为包含了许多个点，当触控面板上存在有触碰动作发生时，触控面板上的一或多个点会被碰触到，也就是说，会产生一或多个触碰点，本发明是为了决定触碰动作发生之位置的座标，其可称之为“触碰座标”。图1显示根据本发明实现的用于触控面板之触碰座标计算方法的流程图，图2至图7显示图1中每个步骤的示意图。请参阅图1，并配合图2至图7，本发明之触碰座标的计算方法将描述于后。
理想的情况下，触控面板上的一点当它未被碰触到时对应一个大小为零的感测值，而当它被碰触到时对应一个不为零的感测值。当一个物体碰触到触控面板时，一个包含了多个触碰点的区域称作一个“被触碰区域”。在本发明的方法中，一群候选点会先被筛选出来或先确定下来，下文会参照图1中的步骤S10至S16以及图2至图4，来说明决定这群候选点的具体程序。
如图2和图3所示，触控面板10上可视为包含了若干个点101，每个点101可对应一个像素或若干个像素。假定有一个物体(如手指或尖状物，未图示)碰触到触控面板10，在这里被触碰区域以圆圈50来表示。在本方法步骤S10中，触控面板10上的每个点101都会被侦测，进而得到相应各点101的感测值，与被触碰区域50相关联的点通称为触碰点，其具有不为零的感测值。
在步骤S12中，检查每个点101的感测值是否高于一阈值，感测值高于此阈值的点在此成为“有效点”105。由于杂讯的关系，有些未被碰触的点可能具有不为零的感测值，但这部份的感测值通常相当小，故藉由这个步骤可将这些点予以消除。
在步骤S14中，从高于该阈值的感测值中决定一区域性极大值，亦即，进一步调查步骤S12中所确立的有效点105，在这些有效点105中，对应之感测值为区域性极大值的点在此称为“具备区域性极大值的点”120，如图4所示。需注意的是，在此实施例中是以只具有一个区域性极大值的点为例子来作说明。然而，当触控面板10上存在有若干个触控动作同时发生时，也可以从触控面板10上的所有有效点中，决定出若干个具备区域性极大值的点120。
在步骤S16中，具备区域性极大值的点120作为一个中心点，依此决定出一计算区域。首先，决定计算区域预定的大小，如3×3个点之大小的区域(或其它不同的大小，如5×5个点的大小)。该计算区域包含位在中心点的该具备区域性极大值的点120，而且还包含了相对于该中心点的周围的点。而包含在这个计算区域内的点可称作“候选点”，这群候选点会被用来计算相应于该被触碰区域50的触碰座标。
众所周知，触控面板10包含一感测面板20和一屏幕(screen)(未图示)。图5显示一种互电容型(mutualcapacitance)触控面板的感测面板的示意图。感测面板20包含若干个感测元件，如驱动电极32和感测电极34。在下面的例子中，每个感测电极34对应上述的一个点101，为简洁起见，有效点105和具备区域性最大值的点120相应显示在此感测面板20上。驱动电极32和感测电极34为设置在相同平面的菱形电极，驱动电极32沿着Y方向(如Y1至Y6)排列，而感测电极34沿着X方向(如X1至X6)排列，如图5所示。驱动电极32依序被扫描，当扫描到其中一个驱动电极32时，从与其相应的感测电极34可读出一感测值。对于互电容型触控面板来说，感测值是从感测电极34读出的，而不是从驱动电极32读出，而且不是每个电极32、34都对应到触控面板10的一点101，驱动电极32不会直接生成感测值。
图6A显示触控面板10上3×3个点的区域的示意图，图6B显示感测面板20上3×3个感测电极34的区域的示意图，其中每一个感测电极34对应一个点。如图6A或图6B所示，其显示3×3个点之大小的计算区域，位在水平方向或垂直方向的点(即，东边的点(N)、西边的点(W)、北边的点(N)和南边的点(S))较接近中心点(C)，而位在对角方向的点(即，东北方的点(NE)、西北方的点(NW)、东南方的点(SE)和西南方的点(SW))距离中心点(C)较远。在本发明中，候选点的感测值会分配到不同的权重或权重系数，在这一群候选点中，本发明会将较大的权重系数分派给那些距离该具备区域性极大值的点120较近的候选点(如E点、W点、N点和S点)的感测值，而将较小的权重系数分派给其它候选点(如NE点、NW点、SE点和SW点)的感测值。依此方式，在进行多次计算的情形下，触碰座标的计算结果比较会趋向于收敛到同一点，因此当一个物体碰触到触控面板10并且下压一段时间时，所计算出来的触碰座标比较不会到处漂移，关于这部份的技术进一步描述如下。
在步骤S18中，将权重系数分派给在步骤S16中所决定的该群候选点各个成员的感测值，以得出经权重分配的感测值。分派给这些感测值的权重系数是根据各个候选点与该群候选点的中心点(即，具备区域性极大值的点120)之间的相对距离来决定。举例来说，将一第一权重系数分派给每个位在对角方向的候选点(如NE点、NW点、SE点和SW点)的感测值，而将一第二权重系数分派给每个位在水平方向的候选点(如E点和W点)或位在垂直方向的候选点(如N点和S点)的感测值。需注意的是，该第二权重系数大于该第一权重系数。于一实施例中，该第二权重系数和该第一权重系数的比值为整数，例如，该第二权重系数为2，而该第一权重系数为1，如图6C所示。于另一实施例中，该第二权重系数和该第一权重系数的比值为2的平方根。该第二权重系数和该第一权重系数的比值可为任何适当的值，例如，其可为整数、小数和无理数。然而，使用该比值为整数来作计算有一个优点是，所需计算的负载相对来的小。
在步骤S20中，基于一质心(centroid)运算演算法，利用各个候选点的位置以及从步骤S18得到的经权重分配的感测值，来计算出触碰座标。以图6C所示的3×3大小的计算区域为例，当该第二权重系数和该第一权重系数的比值设定为2时，触碰座标(X’,Y’)可由下列公式(1)计算得出：
X ′ = ( V N W + 2 * V W + V S W ) * X 1 + ( 2 * V N + 2 * V C + 2 * V S ) * X 2 + ( V N E + 2 * V E + V S E ) * X 3 ( V N W + 2 * V W + V S W + 2 * V N + 2 * V C + 2 * V S + V N E + 2 * V E + V S E )
Y ′ = ( V N W + 2 * V N + V N E ) * Y 1 + ( 2 * V W + 2 * V C + 2 * V E ) * Y 2 + ( V S W + 2 * V S + V S E ) * Y 3 ( V N W + 2 * V N + V N E + 2 * V W + 2 * V C + 2 * V E + V S W + 2 * V S + V S E )
其中V表示相应位置的感测值，X1,X2,X3为各个候选点的X座标，而Y1,Y2,Y3为各个候选点的Y座标。
如前所示，触控面板10更包含一屏幕30(显示于图7)。在上述实施例中，感测面板20和屏幕30具有相同的尺寸，因此所计算出的触碰座标(X’,Y’)可直接映射到屏幕30上的相应位置。然而，请参考图7，触控面板10之感测面板20的尺寸可能与屏幕30大小相异，在此情况下，步骤S20中所计算出的触碰座标(X’,Y’)可能有必要进一步基于屏幕30的尺寸和分辨率，转换成对应屏幕的位置信息(步骤S22)，此操作可基于下列公式(2)的计算来达成，
X C = ( X ′ - X M I N ) * X R E S X M A X - X M I N
Y C = ( Y ′ - Y M I N ) * Y R E S Y M A X - Y M I N
其中(XC,YC)为位在屏幕30上经校正过的位置信息，XMAX和XMIN分别为感测面板20在此座标***中的最大X座标和最小X座标，YMAX和YMIN分别为感测面板20在此座标***中的最大Y座标和最小Y座标，而XRES和YRES为屏幕30分别在X轴和Y轴的最大解析范围。
综上所述，虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (8)

1.一种计算触控面板上的触碰座标的方法，该触控面板上包含了若干个点，其特征在于，所述方法包含：
当该触控面板上存在有触碰动作发生时，决定一群候选点，每个候选点具有一个感测值；
将权重系数分派给各个候选点的感测值，以得出若干个经权重分配的感测值，其中分派给这些感测值的权重系数是根据各个候选点与该群候选点的中心位置之间的相对距离来决定，并且将一第一权重系数分派给每个位在对角方向的候选点的感测值，而将一第二权重系数分派给每个位在水平方向或垂直方向的候选点的感测值；以及
利用各个候选点的位置和这些经权重分配的感测值来计算一座标。
2.根据权利要求1所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于：该第二权重系数大于该第一权重系数。
3.根据权利要求2所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于：该第二权重系数和该第一权重系数的比值为2的平方根或整数。
4.根据权利要求1所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于：每一个点对应一个像素或若干个像素。
5.根据权利要求1所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于，决定该群候选点的步骤包含下列子步骤：
当该触控面板上存在有触碰动作发生时，侦测该触控面板上的每一个点，并取得对应的感测值；
检查每个点的感测值是否高于一阈值；
从高于该阈值的感测值中决定一区域性极大值，并找出一具备区域性极大值的点；以及
使用该具备区域性极大值的点来决定该群候选点。
6.根据权利要求5所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于：该群候选点包含该具备区域性极大值的点以及与该具备区域性极大值的点相对的周围的点。
7.根据权利要求1所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于，所述方法更包含步骤：
基于该触控面板所应用到的一屏幕的尺寸和分辨率，将该触碰座标转换成对应该屏幕的位置信息。
8.根据权利要求1所述的计算触控面板上的触碰座标的方法，其特征在于：所述感测值包含一电容值。
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