TWI613575B - 掃描信號頻率決定方法與偵測方法 - Google Patents
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Abstract
一種掃描信號頻率決定方法，適於一種觸控面板，所述方法包含下列步驟：從預設信號頻率範圍中選擇多個待選頻率。從觸控面板的觸控區域中選擇多個觸控特徵點。以具有前述待選頻率的多個待選信號對觸控面板進行掃描。對每一個待選信號，分別計算前述觸控特徵點對應的多個雜訊能量值，以得到每個待選信號對應的一雜訊特徵量。依據雜訊標準與所得到的多個雜訊特徵量，選擇待選信號其中之一作為觸控面板的掃描信號。
Description
本發明係關於一種掃描信號頻率決定方法與偵測方法，特別關於觸控裝置的掃描信號頻率決定方法與其觸控偵測方法。
觸控面板作為一種便利的輸入裝置，廣泛地被應用在各種電子裝置。而投射電容式、電容式或電阻式觸控面板通常是以掃描線發出掃描信號，以感應線取得對應的接收信號，並以接收信號來判斷觸控面板上的某一點是否被觸摸。
然而，現有決定掃描信號的頻率的方法，通常是由設計者依據經驗直接決定。但是不同頻率的掃描信號，其可能受到觸控面板中電路雜訊影響的程度不同，如何有系統的找尋叫好的掃描信號的頻率，以避免觸控面板中雜訊造成的觸控誤判，是個有待解決的問題。
有鑑於以上的問題，本發明提出一種掃描信號頻率決定方法與相關的觸控偵測方法。本發明一實施例中所提出的掃描信號頻率決定方法，以有系統的步驟來決定抗雜訊能力較好的掃描信號頻率。因此，相較於一般以經驗決定掃描信號頻率的設計方法，觸控面板的設計者應用本發明所揭露的方法可以得到誤報率更低的掃描信號頻率。
本發明所揭露的掃描信號頻率決定方法，適於一種觸控面板， 所述方法包含下列步驟： 從預設信號頻率範圍中選擇多個待選頻率。從觸控面板的觸控區域中選擇多個觸控特徵點。以具有前述待選頻率的多個待選信號對觸控面板進行掃描。對每一個待選信號，分別計算第2頁，共7頁(發明說明書)前述觸控特徵點對應的多個雜訊能量值，以得到每個待選信號對應的一雜訊特徵量。依據雜訊標準與所得到的多個雜訊特徵量，選擇待選信號其中之一作為觸控面板的掃描信號。
本發明所揭露的偵測方法，適用於觸控面板的觸控偵測，所述方法包含下列步驟：以具有第一信號頻率的掃瞄信號掃描觸控面板，以得到多個接收信號。當前述接收信號的多個能量值其中至少之一大於觸控閾值時，判斷所述接收信號的能量值分布是否符合雜訊分布。當能量分布不符合雜訊分布時，依據所述接收信號產生至少一個座標信號。當能量分布符合雜訊分布時，執行掃瞄信號修正程序，並回到以掃瞄信號掃描觸控面板的步驟，掃瞄信號修正程序包含下列步驟：從預設頻率範圍中選擇多個待選頻率。以具有前述待選頻率的多個待選信號對觸控面板進行掃描。對每一個待選信號，分別計算對應於觸控面板的多個觸控特徵點的多個雜訊能量值，以得到每個待選信號對應的雜訊特徵量。依據雜訊標準與所得到的多個雜訊特徵量，選擇前述待選信號其中之一作為掃瞄信號。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實第3頁，共7頁(發明說明書)施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參照圖1，其係依據本發明一實施例的觸控面板及其內嵌控制器示意圖。如圖1所示，觸控面板1000具有內嵌控制器1100、M條掃描線Tx1~TxM與N條感應線Rx1~RxN。其中內嵌控制器1100依序以掃描線Tx1至TxM送出掃描信號，並以感應線Rx1 至RxN 感應接收信號。
於一實施例中，當前述觸控面板1000要決定其掃描信號的頻率時，關於其決定的方法，請一併參照圖1與圖2，其中圖2係依據本發明一實施例的掃描頻率決定方法流程圖。如圖2所示，本實施例的掃描頻率決定方法包含下列步驟。首先如步驟S2100所示，內嵌控制器1100從預設信號頻率範圍中選擇多個待選頻率。舉例來說，所謂的預設信號頻率範圍是一般以經驗決定掃描信號的頻率為中心的一個頻率範圍。假設一般的經驗決定掃描信號的頻率為100千赫(kilo-hertz,kHz)，則預設信號頻率範圍可以是50kHz到150kHz。於以下實施例中，內嵌控制器1100 從50kHz 到150kHz 的範圍內，選擇了十一個待選頻率，分別為50kHz、60kHz、70kHz…140kHz 與150kHz。
如步驟S2200所示，內嵌控制器1100從觸控面板1000的觸控區域中選擇多個觸控特徵點。於一實施例中，內嵌控制器1100選擇掃描線Txi、掃描線Txj與感應線Rxx、感應線Rxy的交會點共四個交會點做為觸控特徵點。其中i與j 為小於等於M 的正整數而x 與y為小於等於N 的正整數。i 不等於j 且x 不等於y。
而後如步驟S2300所示，內嵌控制器1100以具有前述待選頻率的多個待選信號對觸控面板1000進行掃描。並如步驟S2400所示，對每個待選信號，內嵌控制器1100分別計算多個觸控特徵點對應第4頁，共7頁(發明說明書)的多個雜訊能量值，以得到每個待選信號對應的雜訊特徵量。具體來說，於一種實施方式中，內嵌控制器1100至少以具有前述待選頻率的待選信號對掃描線Txi與掃描線Txj進行掃描，並從感應線Rxx與感應線Rxy獲取接收信號。舉例來說，內嵌控制器1100 先以具有50kHz的待選信號對掃描線Txi 與掃描線Txj進行掃瞄，然後從感應線Rxx與感應線Rxy 獲取接收信號。接著，內嵌控制器1100分別對四個觸控特徵點對應的四個接收信號進行下列運算。
以掃描線Txi與感應線Rxx交會的觸控特徵點為例，內嵌控制器1100先對於此觸控特徵點的接收信號進行頻譜分析來得到關於此觸控特徵點與頻率為50kHz 的待選信號的接收信號的能量頻譜分佈(power spectrum)。頻譜分析的方法例如傅立葉轉換( fouriertransform)、小波轉換(wavelet transform)或是其他類似的方法(例如快速傅立葉轉換)。接著，內嵌控制器1100從前述能量頻譜分佈中，去除頻率為50kHz 的能量，以得到此觸控特徵點對應於頻率為50kHz 的待選信號的雜訊頻譜分佈(noise spectrum)。而後依據此雜訊頻譜分佈，計算頻率為50kHz的待選信號與在此觸控特徵點的雜訊能量值。舉例來說，將雜訊頻譜分佈在頻域上積分，就會得到所有雜訊的能量總和，也就是前述的雜訊能量值。如此依序對其他三個觸控特徵點進行前述處理，也就總共會得到四個雜訊能量值。而後以這四個雜訊能量值計算出頻率為50kHz的待選信號對應的雜訊特徵量。舉例來說，雜訊特徵量可以定義為四個雜訊能量值中能量最大的與能量最小的差值(difference)或比值(ratio)，然而並不以此為限。於另一些實施例中，內嵌控制器1100係先以濾波器去除接收信號中頻率50kHz的成分，而後進行後續計算以得到的雜訊特徵量。
如此，內嵌控制器1100 也以前述方式，分別計算出其他待選信號的雜訊特徵量，例如頻率為60kHz 的待選信號、頻率為70kHz第5 頁，共7頁(發明說明書)的待選信號…乃至於頻率為150kHz的待選信號。而後如步驟S2500 所示，內嵌控制器1100依據前述的雜訊特徵量與一個雜訊標準，選擇其中一個待選信號作為觸控面板1000的掃描信號。於一實施例中，所謂的雜訊標準，係規定內嵌控制器1100選擇最小的該雜訊特徵量所對應的待選信號，做為掃瞄信號。如果頻率90kHz的待選信號依據前述的方法計算出來的雜訊特徵量比其餘頻率的待選信號的雜訊特徵量都小，則內嵌控制器1100 會以頻率90kHz 的待選信號作為掃描信號。
具體來說，內嵌控制器1100在以頻率50kHz的待選信號掃描後，先將其頻率值與雜訊特徵量儲存於內嵌控制器1100的記憶單元中。之後以頻率為60kHz的待選信號掃描，並且判斷其雜訊特徵量是否小於儲存於記憶單元的雜訊特徵量，如果判斷結果為否，則繼續以頻率為70kHz的待選信號掃描，如果判斷結果為是，則用60kHz的待選信號的頻率值與雜訊特徵量覆寫記憶單元中的頻率值與雜訊特徵量，並繼續以頻率70kHz的待選信號掃描，並重複上述原則來選擇性地覆寫記憶單元中的頻率值與雜訊特徵量。當內嵌控制器1100用頻率150kHz的待選信號掃描並完成前述運作後，內嵌控制器1100從記憶單元中挑選留存的頻率值，其雜訊特徵量就會是預設頻率範圍中多個待選頻率所具有最低的雜訊特徵量。
於另一實施例中，雜訊標準係一個雜訊特徵閾值，並且內嵌控制器1100係從雜訊特徵量低於雜訊特徵閾值的待選信號中，擇一作為掃瞄信號。舉例來說，雜訊特徵閾值為20，並且雜訊特徵量低於20的待選信號有頻率為70kHz的待選信號、頻率為110kHz的待選信號與頻率為130kHz的待選信號。則內嵌控制器1100從前述三個待選信號擇一(例如頻率為110kHz的待選信號)作為掃描信號。
因此，本發明更揭露一種應用前述掃描信號決定方法的觸控偵測方法，請一並參照圖1與圖3，其中圖3係依據本發明一實施例第6頁，共7頁(發明說明書)的偵測方法流程圖。如圖3所示，本發明所揭露的觸控偵測方法具有下列步驟：
如步驟S3100所示，內嵌控制器1100以掃瞄信號掃描觸控面板的所有掃描線，以從所有感應線得到多個接收信號，掃瞄信號具有第一信號頻率，例如100kHz。並且如步驟S3200所示，判斷多個接收信號其中之一的能量值是否大於觸控閾值。當判斷結果為否，回到步驟S3100以進行下一次掃描。當判斷的結果為是，則如步驟S3300所示，內嵌控制器1100進一步判斷前述接收信號的能量值分布是否符合雜訊分布。如果判斷結果為否，則如步驟S3400所示，內嵌控制器1100依據前述的接收信號產生至少一個座標信號。如果判斷結果為是，則如步驟S3500所示，執行掃瞄信號修正程序，之後回到步驟S3100，以修正後的掃描信號進行掃描。其中掃描信號修正程序就是如圖2所示的掃描信號頻率決定方法。而其中的預設頻率範圍係以第一信號頻率為中心的一個頻率範圍，例如為50kHz 到150kHz。
而步驟S3300中的雜訊分布，舉例來說，若觸控面板1000係一般的單點觸控，則當能量值大於觸控閾值的接收信號所對應的掃描線與感應線交會點並非聚集在一起，而是分散為多個區塊，則判斷其並非正常的觸控結果。或是當能量值大於觸控閾值的接收信號所對應的交會點聚集在一起，但是其總數量大於一個數量閾值，也就是說判斷被觸控的面積過大，則可能是雜訊導致的誤判斷或是使用者的非正常操作。
而若觸控面板1000可支援多點觸控，則所謂雜訊分布可以是前述被觸控面積過大，或是能量值大於觸控閾值的接收信號所對應的交會點係在對應於同一條掃描線(或感應線)的所有交會點(或大多數交會點)。換句話說，一般使用者的觸控操作不可能出現的觸控圖形(pa t t e rn)即可作為一種可能的雜訊分布。
此外，當執行掃描信號修正程序時，要挑選的觸控特徵第7頁，共7頁(發明說明書)點，於一個實施例中，由於前述能量值大於觸控閾值所對應的交會點可能是真的被使用者觸摸，因此必須從能量值不大於觸控閾值的其他交會點挑選觸控特徵點。於另一個實施例中，例如能量值大於觸控閾值所對應的多個交會點是對應同一條掃描線時，因為應該是雜訊造成的誤判斷，所以至少一個觸控特徵點必須由能量值大於觸控閾值所對應的多個交會點挑選。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1000‧‧‧觸控面板
1100‧‧‧內嵌控制器
Tx1~TxM‧‧‧掃描線
Rx1~RxN‧‧‧感應線
1100‧‧‧內嵌控制器
Tx1~TxM‧‧‧掃描線
Rx1~RxN‧‧‧感應線
圖1 係依據本發明一實施例的觸控面板及其內嵌控制器示意圖。 圖2 係依據本發明一實施例的掃描頻率決定方法流程圖。 圖3 係依據本發明一實施例的偵測方法流程圖。
Claims (19)
- 一種掃描信號頻率決定方法，適於一觸控面板，所述方法包含：從一預設信號頻率範圍中選擇多個待選頻率；從該觸控面板的觸控區域中選擇多個觸控特徵點；以具有該些待選頻率的多個待選信號對該觸控面板進行掃描； 對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的多個雜訊能量值，以得到該待選信號對應的一雜訊特徵量；以及 依據該些雜訊特徵量與一雜訊標準，選擇該些待選信號其中之一作為該觸控面板的一掃描信號。
- 如請求項1所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟，係將該些雜訊能量值中具有最大雜訊能量值的，減去該些雜訊能量值中具有最小雜訊能量值的，以得到該雜訊特徵量。
- 如請求項1所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟，係將該些雜訊能量值中具有最大雜訊能量值的，除以該些雜訊能量值中具有最小雜訊能量值的，以得到該雜訊特徵量。
- 如請求項1所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟中，對每一該觸控特徵點，包含： 對關聯於該觸控特徵點與該待選信號的一接收信號進行頻譜分析以得到一能量頻譜分佈； 從該能量頻譜分佈中，去除對應於該待選信號的能量，以得到一雜訊頻譜分佈；以及 依據該雜訊頻譜分佈，計算關於該待選信號與該觸控特徵點的該雜訊能量值。
- 如請求項4所述的方法，其中對該接收信號進行頻譜分析係對該接收信號執行一小波函數轉換(wavelet transformation)或一快速傅立葉轉換(fast fourier transformation, FFT)。
- 如請求項1所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟中，對每一該觸控特徵點，包含： 對關聯於該觸控特徵點與該待選信號的一接收信號進行濾波，以濾除該待選信號； 對被濾波的接收信號進行頻譜分析以得到一能量頻譜分佈；以及 依據該能量頻譜分佈，計算關於該待選信號與該觸控特徵點的該雜訊能量值。
- 如請求項1所述的方法，其中於依據該些雜訊特徵量與該雜訊標準，選擇該些待選信號其中之一作為該觸控面板的該掃描信號的步驟中，係選擇該些雜訊特徵量最小的該雜訊特徵量所對應的該待選信號，做為該掃瞄信號。
- 如請求項1所述的方法，其中該雜訊標準係一雜訊特徵閾值，並且於依據該些雜訊特徵量與該雜訊標準，選擇該些待選信號其中之一作為該觸控面板的該掃描信號的步驟中，包含從對應的該雜訊特徵量低於該雜訊特徵閾值的至少一該待選信號中，選擇其中之一作為該掃瞄信號。
- 如請求項1所述的方法，其中該些觸控特徵點係陣列式的分布於該觸控面板的觸控區域。
- 一種偵測方法，適於一觸控面板，該方法包含： 以一掃瞄信號掃描該觸控面板，以得到多個接收信號，該掃瞄信號具有一第一信號頻率； 當該些接收信號的多個能量值其中至少之一大於一觸控閾值時，判斷該些接收信號的一能量值分布是否符合一雜訊分布； 當該能量值分布不符合該雜訊分布時，依據該些接收信號產生至少一座標信號；以及 當該能量分布符合該雜訊分布時，執行一掃瞄信號修正程序，並回到以該掃瞄信號掃描該觸控面板的步驟，該掃瞄信號修正程序包含： 從一預設頻率範圍中選擇多個待選頻率； 以具有該些待選頻率的多個待選信號對該觸控面板進行掃描； 對每一該待選信號，分別計算對應於該觸控面板的多個觸控特徵點的多個雜訊能量值，以得到該待選信號對應的一雜訊特徵量；以及 依據該些雜訊特徵量與一雜訊標準，選擇該些待選信號其中之一作為該掃瞄信號。
- 如請求項10所述的方法，其中該預設頻率範圍係以該第一信號頻率為中心。
- 如請求項10所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟，係將該些雜訊能量值中具有最大雜訊能量值的，減去該些雜訊能量值中具有最小雜訊能量值的，以得到該雜訊特徵量。
- 如請求項10所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟，係將該些雜訊能量值中具有最大雜訊能量值的，除以該些雜訊能量值中具有最小雜訊能量值的，以得到該雜訊特徵量。
- 如請求項10所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟中，對每一該觸控特徵點，包含： 對關聯於該觸控特徵點與該待選信號的該接收信號進行頻譜分析以得到一能量頻譜分佈； 從該能量頻譜分佈中，去除對應於該待選信號的能量，以得到一雜訊頻譜分佈；以及 依據該雜訊頻譜分佈，計算關於該待選信號與該觸控特徵點的該雜訊能量值。
- 如請求項14所述的方法，其中對該接收信號進行頻譜分析係對該接收信號執行一小波函數轉換(wavelet transformation)或一快速傅立葉轉換(fast fourier transformation, FFT)。
- 如請求項10所述的方法，其中於對每一該待選信號，分別計算該些觸控特徵點對應的該些雜訊能量值，以得到該待選信號對應的該雜訊特徵量的步驟中，對每一該觸控特徵點，包含： 對關聯於該觸控特徵點與該待選信號的該接收信號進行濾波，以濾除該待選信號； 對被濾波的接收信號進行頻譜分析以得到一能量頻譜分佈；以及 依據該能量頻譜分佈，計算關於該待選信號與該觸控特徵點的該雜訊能量值。
- 如請求項10所述的方法，其中於依據該些雜訊特徵量與該雜訊標準，選擇該些待選信號其中之一作為該觸控面板的該掃描信號的步驟中，係選擇該些雜訊特徵量最小的該雜訊特徵量所對應的該待選信號，做為該掃瞄信號。
- 如請求項10所述的方法，其中該雜訊標準係一雜訊特徵閾值，並且於依據該些雜訊特徵量與該雜訊標準，選擇該些待選信號其中之一作為該觸控面板的該掃描信號的步驟中，包含從對應的該雜訊特徵量低於該雜訊特徵閾值的至少一該待選信號中，選擇其中之一作為該掃瞄信號。
- 如請求項10所述的方法，其中該些觸控特徵點係陣列式的分布於該觸控面板的觸控區域。
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