TW201335818A - 電容式觸控面板的掃描方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種電容式觸控面板的掃描方法，係先以較少的第一次數對電容式觸控面板之感應線進行估測掃描，並記錄估測掃描結果；依據估測掃描的結果，將符合條件之感應線予以標記；經標記完成後，以相對較多的第二次數對已標記之感應線進行實際掃描；其中，本發明藉由前述第一階段的估測掃描能迅速尋找出觸控物件之可能存在點並加以標記，再以第二階段的實際掃描只對標記處執行高次數的實際掃描，藉此可降低雜訊影響而維持判斷精準度，又可快速完成感應圖框的掃描作業而產生所需之感應資訊。

Description

電容式觸控面板的掃描方法
本發明係關於一種電容式觸控面板之掃描方法，尤指一種兼具抑制雜訊及可提升感應圖框產生率(frame rate)之電容式觸控面板掃描方法。
電容式觸控面板依據其信號的偵測方式可概分為互容式掃描(mutual scan)與自容式掃描(self scan)。請參考圖10，自容式掃描是先對第一軸向感應線進行掃描，再對第二軸向感應線進行掃描，例如先對Y軸向感應線Y1~Yn進行掃描再對X軸向感應線X1~Xm進行掃描，或先掃描X軸向感應線X1~Xm再對Y軸向感應線Y1~Yn進行掃描，在掃描各感應線時，係對其施予驅動信號而再對相同感應線進行感測。
而互容式掃描的作法則是對第一軸向感應線施予驅動(driving)信號，而對第二軸向感應線進行感測(sensing)。請參考圖11所示，假設在Y軸向感應線Y1~Yn上施加驅動信號，則對全部X軸向感應線X1~Xm進行感測；或是於X軸向感應線X1~Xm上施加驅動信號，則在Y軸向感應線Y1~Yn上進行感測。
無論是採用上述自容式掃描或互容式掃描方式，當電容觸控面板上存在有觸控物件時，如使用者手指或觸控筆接觸該電容觸控面板表面，則可藉由該感應線感測得知感應電容值的變化，依據感應電容值得以判斷觸控物件之位置。
惟電容式觸控面板亦會受周邊環境雜訊影響而降低其識別準確度，常見的有AC雜訊、LCM雜訊等。以往為了有效降低雜訊對觸控面板的干擾，其中一種可行方式便是對每一條感應線進行固定複數次的掃描作業，再將該複數次掃描的感應值取其平均，該平均值將與一預設之感應臨界值相比，若平均值大於該感應臨界值，即代表該感應線所在處有感應物件的存在。
以圖10自容式掃描方式為例，若每一條感應線係設定需進行32次的掃描作業，則全部感應線Y1~Yn、X1~Xm均必須進行32次的掃描動作後方輸出一筆感應圖框(frame)。同理，以圖11互容式掃描加以說明，必須在所有的Y軸向感應線Y1~Yn上施加32次的驅動信號，再於X軸向感應線X1~Xm上進行對應的感測。
藉由對整體感應線提高掃瞄次數的作法雖然可降低雜訊的影響，但相對來講，如此極高的掃描次數將導致感應圖框掃描率(frame rate)降低。特別是對較大型的觸控面板而言，因為其表面積較大故整體感應線的數量極多，感應圖框掃描率將會受到更加顯著的影響。以使用者的操作角度來看，在實際操作電容式觸控面板時，即會感受到觸控反應遲滯之不適感。
鑑於現有電容式觸控面板以固定次數對各感應線進行掃描，耗費相對較長時間而導致觸控面板之感應圖框產生率降低，本發明之主要目的是提供一種提升電容式觸控面板之感應圖框產生率的掃描方法，在降低雜訊對觸控面板的影響前提下，可有效提高感應圖框產生率。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令本發明之方法包含有：以第一次數對電容式觸控面板之感應線進行估測掃描，並記錄估測掃描結果；標記感應線，係依據估測掃描之結果將符合標記條件之感應線予以標記；以第二次數對已標記之感應線進行實際掃描，其中，該第二次數係大於該第一次數。
本發明在第一階段的估測掃描中，利用相對較少的第一次數先快速掃描觸控面板，估測觸控面板上可能存在的觸控物件，並將認為有可能存在的對應感應線加以標記；在第二階段的實際掃描中，再針對已標記的部分感應線以較多的第二次數進行實際掃描，以高次數的實際掃描作業並取其平均值來降低雜訊可能產生的干擾而維持良好的精確率。其中，第二階段之實際掃描時只對部分感應線進行，而第一階段又是以少許次數的掃描進行估測，相較於現有對所有感應線均以極多次數進行掃描的方法，本發明完成感應圖框之產生時間將可大為縮短而提高感應圖框產生率，兼具高感應圖框產生率及高精確率之雙重優點。
本發明係一種可提升電容式觸控面板感應圖框產生率的方法，無論自容式掃描(self scan)或互容式掃描(mutual scan)作法皆可適用，藉由本發明所提出之方法，觸控面板其感應圖框產生率(frame rate)可有效獲得提升。
請參考圖1所示，本發明之方法包含有：對電容式觸控面板之感應線進行第一次數的估測掃描，並記錄估測掃描結果S10；標記感應線，係依據估測掃描之結果將符合標記條件之感應線予以標記S11；對已標記之感應線進行第二次數的實際掃描，其中，該第二次數係大於該第一次數S12。
基於前述步驟所述之實施方式，本發明可以應用於自容式掃描及互容式掃描，以下即針對兩種不同掃描方式再進一步說明其流程。
請參考圖2所示之流程圖，本發明應用於自容式掃描時，其進一步的詳細流程包含有：在前述對感應線以第一次數進行估測掃描S10之步驟中，係依序對第一軸向感應線及第二軸向感應線施加第一次數的驅動信號以進行估測掃描，並記錄該感應線經施加驅動信號後其本身的感應值S10a，所記錄之感應值為估測掃描結果；在標記感應線S11之步驟中，係依據該感應線本身的估測掃描結果與一感應臨界值相比較，若感應線的估測掃描結果大於該感應臨界值，則對該感應線加以標記S11a；在前述以第二次數對感應線進行實際掃描S12之步驟中，係對已標記之第一軸向感應線及第二軸向感應線再施加第二次數的驅動信號，並記錄該感應線本身的感應值S12a，其中，所記錄之感應值為實際掃描結果，該實際掃描結果作為可供判斷觸碰物件之自容式感應圖框輸出資料。
再請參考圖3所示之流程圖，本發明以應用於互容式掃描時，其進一步的詳細流程包含有：在前述以第一次數對感應線進行估測掃描S10之步驟中，係依序對第一軸向感應線施加驅動信號，並記錄各第二軸向感應線上的感應值S10b，所記錄之感應值為估測掃描結果；在標記感應S11線之步驟中，係依據第二軸向感應線的估測掃描結果與一感應臨界值相比較，若第二軸向感應線的估測掃描結果大於該感應臨界值，則對第一軸向感應線加以標記S11b；在前述以第二次數對感應線進行實際掃描S12之步驟中，係對已標記之第一軸向感應線再施加第二次數的驅動信號，並記錄各第二軸向感應線的感應值S12b，其中，所記錄之感應值為實際掃描結果，該實際掃描結果係作為可供判斷觸碰物件之互容式感應圖框輸出資料。
無論是上述自容式掃描或互容式掃描，依據估測掃描及實際掃描進行的時間，又可再區分為單一感應圖框執行或是雙感應圖框執行，以下說明即配合實際範例解釋。
A.自容式掃描-單一感應圖框
請參考圖4所示，以應用於自容式掃描為例，假設先對Y軸向感應線掃描再對X軸向進行掃描，估測掃描之次數設定為5次，實際掃描之次數設定為32次。則其實際作法為：對各Y軸向感應線Y1~Yn先掃描5次，並在該條感應線掃描5次後立即判斷其5次之感應值是否大於一感應臨界值，其中，判斷作法可將5次之感應值先取平均值再與感應臨界值比對，若大於該感應臨界值代表該條感應線上可能具有觸控物件100存在而對其加以標記，或是5次當中有任一次的感應值大於該感應臨界值，亦可能具有觸控物件100存在。例如感應線Y3上具有手指觸控，此時將針對該已標記之感應線Y3立即再進行32次的實際掃描，並再紀錄其實際掃描結果以作為判斷觸控物件100是否存在之依據。當該感應線Y3實際掃描完成後，即對下一Y軸向感應線Y4進行估測掃描，依此類推，直到該觸控面板上所有Y軸向感應線及X軸向感應線均掃描完成後，得到一完整自容式感應圖框(frame)之感應數據，此自容式感應圖框的感應數據即可供用於判斷觸控物件100。
B.自容式掃描-雙感應圖框
請參考圖5所示，第二較佳實施例以自容式掃描為例，假設先對Y軸向感應線掃描再對X軸向進行掃描，估測掃描之次數設定為5次，實際掃描之次數設定為32次。則其作法為：在第一感應圖框中係進行估測掃描及標記感應線，即對各Y軸向感應線Y1~Yn及X軸向感應線X1~Xm皆先完整掃描5次，並判斷是否有任一感應線之感應值大於一感應臨界值，若大於該感應臨界值，則將該感應線加以標記，故依據第一感應圖框的輸出結果，便可得知應給予標記之感應線。當時序進入第二感應圖框時，即針對有標記的Y軸向感應線Y1~Yn及X軸向感應線X1~Xm皆掃描32次，藉此獲得實際掃描的結果而供用於判斷觸控物件100。
再請參考圖6所示，為了提高掃描的線性度，另一作法係在第一感應圖框進行估測掃描時，若有任一感應線之感應值大於該感應臨界值而符合標記條件，則與其相同軸向之相鄰前後感應線亦一併標記，例如第N條感應線之感應值大於該感應臨界值，則與其同軸向的第N-1條及第N+1條感應線亦一併標記，藉此擴展標記範圍。至進入第二感應圖框時，係將已標記之感應線執行32次的實際掃描，藉此達成提升線性度之功效。以圖6為例，X軸向感應線X4與其相鄰感應線X3、X5以及Y軸向感應線Y3及其相鄰感應線Y2、Y4皆一併被標記，於第二圖框時均進行實際掃描。
C.互容式掃描-單一感應圖框
再請參考圖7所示之實際範例，以應用於互容式掃描為例，假設對Y軸向感應線施加驅動信號，對X軸向感應線進行感測，估測掃描之次數設定為5次，實際掃描之次數設定為32次。則其作法為：對各Y軸向感應線Y1~Yn先掃描5次，並在各X軸向感應線X1~Xm上進行感測，利用X軸向感應線X1~Xm上的感應值與一感應臨界值相比較，若大於該感應臨界值代表某一Y軸向感應線上可能具有觸控物件100存在而立即對該Y軸向感應線加以標記。例如感應線Y3上具有手指觸控故X軸向感應線上的感應值將大於感應臨界值，此時將針對該已標記之感應線Y3立即再重複施加32次的掃描信號，並紀錄各X軸向感應線X1~Xm的實際掃描結果。當該感應線Y3實際掃描完成後，即對下一Y軸向感應線Y4進行估測掃描，依此類推而將所有的Y軸向感應線Y1~Yn均掃描完畢，得到一完整互容式感應圖框之感應數據。
D.互容式掃描-雙感應圖框
請參考圖8所示，以互容式掃描為例，假設對Y軸向感應線施加驅動信號，對X軸向感應線進行感測，估測掃描之次數設定為5次，實際掃描之次數設定為32次。則其作法為：在第一感應圖框中係進行估測掃描及標記感應線，即對各Y軸向感應線逐一Y1~Yn先輸出驅動信號5次，並在掃描任何一條Y軸向感應線時，在各X軸向感應線X1~Xm上進行感測，利用X軸向感應線X1~Xm上的感應值與一感應臨界值相比較，若大於該感應臨界值代表該條Y軸向感應線上可能具有觸控物件100存在而立即對該Y軸向感應線加以標記並加以記錄，在所有Y軸向感應均完成估測掃描後，即記錄符合標記條件之Y軸向感應線，完成第一感應圖框的作業。當時序進入第二感應圖框時，即針對有標記的Y軸向感應線Y1~Yn皆輸出驅動信號32次，並在掃描已標記之Y軸向感應線時，在各X軸向感應線X1~Xm上進行感測，藉此獲得實際掃描的結果而供用於判斷觸控物件100。
同樣的，請參考圖9所示，為了提高掃描的線性度，另一作法係在第一感應圖框進行估測掃描時，若有任一Y軸向感應線符合標記條件，則相鄰前後Y軸向感應線亦一併標記，藉此擴展標記範圍。至進入第二感應圖框時，係將已標記之Y軸向感應線輸出32次的驅動信號，藉此提升掃描線性度。
綜上所述，本發明藉由估測掃描，以相對較少的掃描次數先快速評估出在觸控面板上可能存在的觸控物件100，將少許的感應線加以標記，再針對已標記的部分感應線以較多的掃描次數進行實際掃描，利用高次數的實際掃描降低雜訊可能產生的干擾而維持良好的精確率，由於實際掃描時只對部分感應線進行，完成感應圖框之所需時間將可大為縮短而提高感應圖框產生率，因此本發明係兼具高感應圖框產生率及高精確率之雙重優點。
100．．．觸控物件
X1~X7．．．X軸向感應線
Y1~X5．．．Y軸向感應線
圖1：本發明之方法流程圖。
圖2：本發明應用於自容式掃描之方法流程圖。
圖3：本發明應用於互容式掃描之方法流程圖。
圖4：本發明應用於自容式掃描-單一感應圖框之示意圖。
圖5：本發明應用於自容式掃描-雙感應圖框之第一較佳實施例示意圖。
圖6：本發明應用於自容式掃描-雙感應圖框之第二較佳實施例示意圖。
圖7：本發明應用於互容式掃描-單一感應圖框之示意圖。
圖8：本發明應用於互容式掃描-雙感應圖框之第一較佳實施例示意圖。
圖9：本發明應用於互容式掃描-雙感應圖框之第二較佳實施例示意圖。
圖10：現有電容式觸控面板之自容式掃描動作示意圖
圖11：現有電容式觸控面板之互容式掃描動作示意圖

Claims (10)

  1. 一種電容式觸控面板的掃描方法，包含有：對觸控面板之感應線進行第一次數的估測掃描；標記感應線，係依據估測掃描之結果將符合標記條件之感應線予以標記；對已標記之感應線進行第二次數的實際掃描，其中，該第二次數係大於該第一次數。
  2. 如請求項1所述電容式觸控面板的掃描方法，該電容式觸控面板之感應線包含有複數個第一軸向感應線及第二軸向感應線；其中，在前述以第一次數對感應線進行估測掃描之步驟中，係先對第一軸向感應線再對第二軸向感應線進行第一次數的掃描，並記錄該感應線本身的感應值，所記錄之感應值為估測掃描結果。
  3. 如請求項2所述電容式觸控面板的掃描方法，在標記感應線之步驟中，係依據該第一感應線及第二感應線本身的估測掃描結果與一感應臨界值相比較，若感應線的估測掃描結果大於該感應臨界值，則對該感應線加以標記。
  4. 如請求項3所述電容式觸控面板的掃描方法，在前述以第二次數對感應線進行實際掃描之步驟中，係對已標記之第一軸向感應線及第二軸向感應線施加掃描信號，並記錄該感應線自身的感應值，該感應線自身的感應值作為實際掃描結果以作為可供判斷觸碰物件之感應圖框輸出資料。
  5. 如請求項1所述電容式觸控面板的掃描方法，該電容式觸控面板之感應線包含有複數個第一軸向感應線及第二軸向感應線；其中，在前述以第一次數對感應線進行估測掃描之步驟中，係依序對第一軸向感應線施加第一次數的掃描信號，並對應每一條第一軸向感應線而記錄第二軸向感應線上的感應值。
  6. 如請求項5所述電容式觸控面板的掃描方法，在標記感應線之步驟中，係依據第二軸向感應線的感應值與一感應臨界值相比較，若第二軸向感應線的感應值大於該感應臨界值，則對第一軸向感應線加以標記。
  7. 如請求項6所述電容式觸控面板的掃描方法，在前述以第二次數對感應線進行實際掃描之步驟中，係對已標記之第一軸向感應線施加掃描信號，並記錄第二軸向感應線的感應值，該第二軸向感應線的感應值作為實際掃描結果以作為可供判斷觸碰物件之感應圖框輸出資料。
  8. 如請求項2至7中任一項所述電容式觸控面板的掃描方法，當感應線已被標記，係緊接著對該已標記之感應線進行第二次數的實際掃描，於實際掃描完成後再對下一感應線進行估測掃描，令所有感應線之估測掃描及實際掃描於單一感應圖框內執行完成。
  9. 如請求項2至7中任一項所述電容式觸控面板的掃描方法，前述對感應線進行第一次數的估測掃描及標記感應線之步驟係於第一感應圖框內執行完成，前述對已標記之感應線進行第二次數的實際掃描之步驟係於第二感應圖框內執行完成。
  10. 如請求項9所述電容式觸控面板的掃描方法，前述於第一感應圖框內執行標記感應線之步驟中，係將判斷為必須標記之感應線及與其同軸向之前後相鄰感應線一併標記。
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