TWI443557B - 觸控面板資料傳輸方法 - Google Patents

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Description

觸控面板資料傳輸方法
本發明是有關於一種觸控面板資料傳輸方法，特別是有關於提升多點觸控面板之座標資料傳輸效率的一種觸控面板資料傳輸方法。
目前觸控面板的操作應用朝向多點觸控發展，此代表控制單元所支援的觸控點數勢必將增多，甚至必須支援數十個觸控點，以提供多人在同一觸控面板裝置上進行操作。然而，以目前觸控面板所使用的串列式資料傳輸方式來看，在傳送大量觸控座標資料到裝置的操作系統時，因為觸控座標資料量呈倍數增加，會相對地增加通訊時間，因而降低觸控面板裝置的運作效能。
另外，目前各廠商所使用之觸控面板的座標資料傳送方式皆採用不同的封包格式，因而增加整合觸控面板至電子裝置之廠商的開發時間與人力成本。因此，如何利用標準化的封包格式與觸控座標資料傳輸的通訊協定，來提升多點觸控面板之座標資料的傳輸效率是一個重要的課題。
本發明提供一種觸控面板資料傳輸方法，其可提升多點觸控座標資料的傳輸效率，並藉由標準化的封包格式與通訊協定來降低開發時間與成本。
根據本發明的一實施例，提出一種觸控面板資料傳輸方法，適用於傳送一觸控面板上被觸碰的至少一觸碰點的座標資料，其包括以下步驟。壓縮至少一座標資料。在已壓縮的至少一座標資料之前加上串列式資料傳輸介面命令與串列式資料傳輸介面從屬位址，使得至少一座標資料被封裝為一串列式傳輸資料封包。另外，藉由串列式資料傳輸通道傳送此串列式傳輸資料封包。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明的一實施例的觸控面板模組110與電子裝置120的示意圖。請參照圖1，觸控面板模組110至少包括觸控面板112、控制模組114與串列式資料傳輸介面116。電子裝置120至少包括串列式資料傳輸介面122、收發模組124與操作系統126。操作系統126被儲存在電子裝置120的記憶體模組(未繪示)中，且由電子裝置120的理器模組(未繪示)來執行。電子裝置可為例如：電腦、行動電話、智慧型手機、筆記型電腦、電視、顯示螢幕或顯示裝置等。本發明並不限定於上述，並且在其他實施例中，觸控面板模組110與電子裝置120可以整合為一裝置。
請參照圖1，觸控面板112用以偵測使用者的觸碰操作，而所述的觸碰操作例如為手指觸碰。控制模組114耦接於觸控面板112，用以接收觸控面板112的真實座標，並決定是否壓縮此真實座標的座標資料。控制模組114還封裝此座標資料或已壓縮的座標資料為一串列式傳輸資料封包。控制模組114可包括一處理器(或控制晶片)，並可包括壓縮編碼晶片或判斷座標資料是否大於預設門檻值的軟體程式、韌體程式或指令等。
利用處理器或壓縮編碼晶片來壓縮多點觸控座標資料，可在固定的傳輸時間內，大幅提升點觸控座標資料的傳輸效率。控制模組114支援的資料壓縮方式例如為：最小冗餘法(minimum redundancy coding)、夏農-法諾編碼演算法(Shannon-Fano Algorithm)或霍夫曼編碼演算法(Huffman Algorithm)。本發明並不限定於上述，並且在本發明的其他實施例中，還可以使用其他資料壓縮演算法與字典法(如LZ77演算法)來實現壓縮座標資料。
觸控面板模組110的串列式資料傳輸介面116，藉由電子裝置120的一串列式資料傳輸通道(或串列式資料傳輸匯流排)連接至串列式資料傳輸介面122。
串列式資料傳輸介面例如為：兩線式串行資料傳輸介面(inter-integrated circuit，簡稱為I2C資料傳輸介面)、四線制串列匯流排介面(簡稱為SPI資料傳輸介面)或通用串列匯流排介面(USB介面)。控制模組114將已壓縮的座標資料或未壓縮的原始座標資料封裝為串列式傳輸資料封包，以下將以表一至表二介紹串列式傳輸資料封包格式。
表一中控制模組114完成壓縮座標資料之後，將已壓縮的座標資料封裝(或合成)為串列式傳輸資料封包。此串列式傳輸資料封包為第一類型串列式傳輸資料封包，其串列式資料傳輸介面從屬位址例如為3位元組(Bytes)，而每一壓縮後的座標資料例如為6位元組。已壓縮的座標資料為同一時間觸控面板模組110所偵測的數個座標資料。例如，使用者在同一時間有10個手指觸碰觸控面板112上而產生10個觸碰點的座標資料，控制模組114判斷這些座標資料，並決定要壓縮這10個座標資料後，在已壓縮的座標資料之前加上串列式資料傳輸介面從屬位址以及串列式資料傳輸介面命令，以產生第一類型串列式傳輸資料封包。
至於控制模組114不壓縮座標資料時，其所傳輸的資料格式如表二所示的第二類型串列式傳輸資料封包，而每一未壓縮的座標資料例如為10位元組。然而，本發明並不限定於上述，串列式傳輸資料封包還可以包括同位元檢查碼(parity check code)，以確保封包在傳送期間的正確性。
電子裝置120的收發模組124，藉由串列式資料傳輸介面116與串列式資料傳輸介面122耦接至控制模組114，用以接收座標資料，將經過壓縮的座標資料解壓縮，以取得可用的座標資料，並提供控制模組114一正面確認信息(ACK)或一負面確認信息(NACK)，以實現封包重傳的機制。收發模組124可包括處理器(或控制晶片)，並可包括處理器晶片、解壓縮晶片、解碼晶片以及判斷串列式傳輸資料封包是否正確的軟體程式、韌體程式或指令等。另外，收發模組124耦接於操作系統126，並將可用的座標資料提供給操作系統126，由操作系統126或在操作系統126中運作的應用程式(未繪示)進行適當的後續處理。
圖2為本發明的一實施例所繪示一種觸控面板資料傳輸方法200的流程圖。請同時參照圖1及圖2，觸控面板資料傳輸方法200大致上包括：控制模組114判別觸控面板112上的觸控座標(步驟S202)；控制模組114壓縮座標資料(步驟S204)；控制模組114封裝已壓縮座標資料為串列式傳輸資料封包(步驟S206)；控制模組114藉由串列式資料傳輸通道傳送串列式傳輸資料封包(步驟S208)；收發模組124接收此串列式傳輸資料封包，解碼已壓縮座標資料(步驟S210)，並取得可用的座標資料(步驟S212)。已壓縮的資料封包即為表一所示的串列式傳輸資料封包。
圖3為本發明的另一實施例所繪示一種觸控面板資料傳輸方法300的流程圖。請同時參照圖1及圖3，觸控面板資料傳輸方法300大致上類似於觸控面板資料傳輸方法200，但是多了一個判斷步驟來決定是否壓縮座標資料。如此，控制模組114可在座標資料少的時候，即觸碰到的座標數目較少時，用較省電的方式來傳送座標資料。未經過壓縮的資料封包即為表二所示的串列式傳輸資料封包。
觸控面板資料傳輸方法300由步驟S302開始，控制模組114判別觸控面板112上的觸控座標(步驟S302)。控制模組114判別觸控座標的資料量是否大於資料量臨界值(步驟S304)，而所述的資料臨界值例如為30位元組。若觸控座標的資料量小於資料量臨界值，則在步驟S304之後，進行步驟S306，即控制模組114不壓縮觸控座標資料，並封裝觸控座標為串列式傳輸資料封包(如表二所示的串列式傳輸資料封包)。控制模組114藉由串列式資料傳輸通道傳送具有未壓縮觸控座標資料的串列式傳輸資料封包(步驟S310)；收發模組124接收此串列式傳輸資料封包(步驟S312)；以及收發模組124取得可用的座標資料(步驟S318)。在步驟S318之後，觸控面板資料傳輸方法300到此結束。
若觸控座標的資料量大於資料量臨界值，則在步驟S304之後，進行S308、S314、S316及S318等步驟，上開步驟與圖1中的S204、S206、S208及S210等步驟相同，於此不多贅述。
圖4為圖2的步驟S202以及圖3的步驟S302中所示一種判別觸控座標資料方法400的細部流程圖。請同時參照圖1至圖4，在此假設觸控面板112為一具有5×6解析度的觸控面板。判別觸控座標資料方法400包括：觸控面板112上Y1~Y6位置(即縱軸方向的位置)依序送出脈衝寬度調變信號(步驟S402)；觸控面板112上X1~X5位置(即橫軸方向的位置)依序讀取類比數位轉換(A/D)信號(步驟S404)；觸控面板112上X1~X5位置依序判別類比數位轉換信號(步驟S406)；以及觸控面板112判別類比數位轉換信號是否大於觸發位準(步驟S408)。若類比數位轉換信號大於觸發位準，則觸控面板112接續送出目前的至少一個觸控座標資料(步驟S410)，判別觸控座標資料方法400到此結束。相反地，若類比數位轉換信號小於觸發位準，則返回進行步驟S402，觸控面板112重新獲取新一週期的類比數位轉換信號，而所述的週期例如為：0.6毫秒。
圖5為圖2的步驟S204以及圖3的步驟S308中所示一種壓縮座標資料方法500的細部流程圖。請同時參照圖1至圖5，其包括以下步驟：控制模組114取得真實座標資料(步驟S502)，此真實座標資料即為觸控面板112在步驟S410中送出的至少一個觸控座標資料；以及控制模組114判別真實座標資料是否超出偵測範圍(步驟S504)，而偵測範圍即為觸控面板112的解析度。若真實座標資料未超出偵測範圍，則控制模組114繼續執行壓縮座標資料的流程(步驟S506)，壓縮座標資料方法500到此結束。相反地，若真實座標資料已超出偵測範圍，則觸控面板112判定此座標資料有誤，並返回進行步驟S502，以重新獲取新一週期的座標資料。
舉例說明，假設觸控面板112為具有5×6解析度的觸控面板，但所接收的座標資料為(8,10)，明顯超出觸控面板的預設觸控面積的範圍，控制模組114因此可判定所接收的座標資料為錯誤的資料。由於觸控面板112易受其他電子裝置干擾，藉由壓縮座標資料方法500可避免處理與傳送錯誤的座標資料，並提升資料傳送的效率。
圖6為圖2的S206與S208步驟以及圖3的S314與S316步驟中所示一種傳送串列式傳輸資料封包方法600的細部流程圖。請同時參照圖1至圖6，其包括以下步驟。控制模組114在已壓縮座標資料之前加上串列式資料傳輸介面的命令(步驟S602)；控制模組114在已壓縮座標資料之前加上串列式資料傳輸介面的從屬位址(步驟S604)；以及控制模組114判別串列式資料傳輸通道是否可傳送資料(步驟S606)。
因為串列式資料傳輸通道為電子裝置120上或電子裝置120所連接的多個模組(例如：音頻模組、電源管理模組或通訊協定處理模組)所共用的，所以並非總是空閒。控制模組114要偵測串列式資料傳輸通道可以傳送資料時，才進行藉由串列式資料傳輸通道傳送串列式傳輸資料封包(步驟S608)，以及判別接收端回覆的是正面確認信息或負面確認信息(步驟S610)。若控制模組114偵測到串列式資料傳輸通道無法傳送資料時，則繼續等待或持續偵測串列式資料傳輸通道。
若控制模組114在步驟S610中接收到正面確認信息，則繼續傳送串列式傳輸資料封包(步驟S612)，傳送串列式傳輸資料封包方法600到此結束。若控制模組114在步驟S610中接收到負面確認信息，則在步驟S610之後，繼續進行步驟S614，此即重新傳送相同的串列式傳輸資料封包，並返回執行步驟S608。
至於收發模組124的處理流程，簡單來說，大致上為控制模組114的反向處理，例如：檢查所接收的串列式傳輸資料封包中的串列式資料傳輸介面從屬位址與串列式資料傳輸介面命令是否正確，以及偵測所接收、解碼或解壓縮而得到的座標數值的數值是否超過預設偵測範圍。因為本領域具通常知識者皆熟悉解壓縮的流程，所以在此不詳細說明技術細節。
綜上所述，由於本發明的觸控面板資料傳輸方法，壓縮座標資料以減少傳輸資料量與傳輸所需時間，因此提升觸控面板資料傳輸效率。藉由標準化的串列式傳輸資料封包格式，可降低開發時間與成本，並可延伸擴充更多觸控點數目的觸控面板。另外，藉由判斷座標資料的資料量或座標數目是否大於預設門檻值，來決定是否壓縮座標資料，可在傳輸資料量較少時達成省電的功效。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110．．．觸控面板模組
112．．．觸控面板
114．．．控制模組
116．．．串列式資料傳輸介面
120．．．電子裝置
122．．．串列式資料傳輸介面
124．．．收發模組
200．．．觸控面板資料傳輸方法
200．．．觸控面板資料傳輸方法
400．．．判別觸控座標資料方法
500．．．壓縮座標資料方法
600．．．傳送串列式傳輸資料封包方法
S202~S212、S302~S318、S402~S410、S502~S506、S602~S612．．．步驟
圖1為本發明的一實施例的觸控面板模組與電子裝置的示意圖。
圖2為本發明的一實施例所繪示一種觸控面板資料傳輸方法的流程圖。
圖3為本發明的另一實施例所繪示一種觸控面板資料傳輸方法的流程圖。
圖4為本發明的一實施例所繪示一種判別觸控座標資料方法的流程圖。
圖5為本發明的一實施例所繪示一種壓縮座標資料方法的流程圖。
圖6為本發明的一實施例所繪示一種傳送串列式傳輸資料封包方法的流程圖。
S202~S212．．．觸控面板資料傳輸方法的步驟

Claims (8)

  1. 一種觸控面板資料傳輸方法，適用於傳送一觸控面板上被觸碰的至少一觸碰點的座標資料，該方法包括：判別該至少一座標資料的資料量是否大於一資料量臨界值；若該至少一座標資料的資料量大於該資料量臨界值，壓縮該至少一座標資料；在已壓縮的該至少一座標資料之前加上一串列式資料傳輸介面命令與一串列式資料傳輸介面從屬位址，使得該至少一座標資料被封裝為一第一串列式傳輸資料封包；藉由一串列式資料傳輸通道傳送該第一串列式傳輸資料封包；以及若該至少一座標資料的資料量小於該資料量臨界值，則選擇不壓縮該至少一座標資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中若選擇不壓縮該至少一座標資料，該方法更包括：在該至少一座標資料之前加上該串列式資料傳輸介面命令與該串列式資料傳輸介面從屬位址，使得該至少一座標資料被封裝為一第二串列式傳輸資料封包；以及藉由該串列式資料傳輸通道傳送該第二串列式傳輸資料封包。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在壓縮該至少一座標資料的步驟前，該方法更包括：判別該觸控面板上的至少一觸控座標，並輸出該至少 一座標資料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法更包括：沿著該觸控面板的一縱軸依序送出至少一脈衝寬度調變信號；沿著該觸控面板的一橫軸依序讀取至少一類比數位轉換信號；沿著該觸控面板的一橫軸依序判別至少一類比數位轉換信號；以及判別該至少一類比數位轉換信號是否大於一觸發位準，其中，若該至少一類比數位轉換信號大於該觸發位準，則送出該至少一座標資料；以及若該至少一類比數位轉換信號小於該觸發位準，則返回沿著該觸控面板的該縱軸依序送出至少一脈衝寬度調變信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在傳送該串列式傳輸資料封包的步驟中，該方法更包括：依序傳送該串列式資料傳輸介面從屬位址、該串列式資料傳輸介面命令以及已壓縮的該至少一座標資料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在傳送該第一串列式傳輸資料封包的步驟中，該方法更包括：判別目前該串列式資料傳輸通道是否可傳送資料，其中，若目前該串列式資料傳輸通道能傳送資料，則直接 傳送該第一串列式傳輸資料封包；以及若該串列式資料傳輸通道不能傳送資料，則返回持續偵測該串列式資料傳輸通道。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在壓縮該至少一座標資料的步驟中，該方法更包括：判別該至少一座標資料的數值是否超過一偵測範圍，其中該偵測範圍為該觸控面板的一解析度，其中，若該至少一座標資料的數值未超過該偵測範圍，則壓縮該至少一座標資料；以及若該至少一座標資料的數值已超過該偵測範圍，則丟棄該至少一座標資料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在傳送該第一串列式傳輸資料封包的步驟後，該方法更包括：判別是否接收一正面確認信息，其中若接收到該正面確認信息，則繼續傳送下一個該第一串列式傳輸資料封包；以及若接收到該負面確認信息，則重新傳送目前的該第一串列式傳輸資料封包。
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