觸控模塊及其觸控座標解析方法
2024-02-01 19:57:15
專利名稱：觸控模塊及其觸控座標解析方法
技術領域：
本發明涉及一種觸控模塊及其觸控座標解析方法。
背景技術：
隨著電子產品的薄型化的發展與符合使用者方便操作的需求，觸控面板已經廣泛地應用在各種電子產品，例如手機、家電、計算機與遊戲機。現有的觸控面板具有多條感測線及一控制單元。其中，控制單元分別與各感測線耦接。當使用者觸控到觸控面板時，其中一些感測線的訊號會改變，而控制單元比對所有感測線的感測訊號，並判斷某一感測線的感測訊號為最大時，決定感測訊號最大的感測線為觸控座標。然而，由於現有的觸控面板所得到的觸控座標必定落在感測線上，故其若要達到較準確的座標運算能力時，必須配置數量更多且間距更小的感測線，進而增加成本。因此， 如何提供一種觸控模塊及其觸控座標解析方法，使其能夠使用相對較少數量的感測線，並能提供精準的觸控座標位置，已成為重要課題之一。
發明內容
有鑑於上述課題，本發明的目的為提供一種能夠使用相對較少數量的感測線，並能提供精準的觸控座標位置的觸控模塊及其觸控座標解析方法。為達到上述目的，本發明揭示一種觸控模塊的觸控座標解析方法，該觸控模塊包括多條感測線，這些感測線至少包括一第一感測線、一第二感測線及一第三感測線，第二感測線位於第一感測線與第三感測線之間。觸控座標解析方法包括以下步驟計算來自第一感測線的一第一感測訊號值及來自第二感測線的一第二感測訊號值，以得到一第一計算訊號值；計算第二感測訊號值及來自第三感測線的一第三感測訊號值，以得到一第二計算訊號值；以及計算第一計算訊號值、第二計算訊號值與一基準值以得到一觸控座標值。在一實施例中，第一計算訊號值為第一感測訊號值與第二感測訊號值進行加、減、 乘、除、階乘或函數計算而得，第二計算訊號值為第二感測訊號值與第三感測訊號值進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得。本發明可依據第一感測訊號值與第二感測訊號值的權重或其他因素而有不同的計算方式，例如加、減、乘、除、階乘或函數計算，而第一感測訊號值與第二感測訊號值的權重或其他因素可與第一感測線與第二感測線的相對位置有關。同樣的原則適用於第二感測訊號值與第三感測訊號值。在一實施例中，當基準值介於第一計算訊號值與第二計算訊號值之間時， 計算得到觸控座標值。本發明的觸控座標解析方式的一特別態樣是利用零點交越 (zero-crossing)。當第一計算訊號值與第二計算訊號值位於基準值的兩側時，即可得知一觸控座標位於第一感測線與第三感測線之間。在一實施例中，第一計算訊號值與第二計算訊號值構成一次方程式、二次方程式或多次方程式；基準值構成一次方程式、二次方程式或多次方程式。本發明可依據第一計算訊號值與第二計算訊號值的權重或其他因素而有不同的計算方式，例如可將第一計算訊號值與第二計算訊號值構成一次方程式、二次方程式或多次方程式來計算觸控座標。而第一計算訊號值與第二計算訊號值的權重或其他因素可與第一感測線、第二感測線及第三感測線的相對位置有關。在一實施例中，觸控座標值由第一計算訊號值與第二計算訊號值所構成的線型與基準值所構成的線型的交點而得。當第一計算訊號值與第二計算訊號值形成零點交越或基準值交越(base-value-crossing)時，觸控座標值即可由第一計算訊號值與第二計算訊號值所構成的線型與基準值所構成的線型的交點而得。為達到上述目的，本發明的一種觸控模塊包括多個感測線以及一處理單元。這些感測線至少包括一第一感測線、一第二感測線及一第三感測線，第二感測線位於第一感測線與第三感測線之間，第一感測線輸出一第一感測訊號值，第二感測線輸出一第二感測訊號值，第三感測線輸出一第三感測訊號值。處理單元與第一感測線、第二感測線及第三感測線耦接，處理單元計算第一感測訊號值及第二感測訊號值以得到一第一計算訊號值，計算第二感測訊號值及第三感測訊號值以得到一第二計算訊號值，計算第一計算訊號值、第二計算訊號值與一基準值以得到一觸控座標值。在一實施例中，第一感測線與第三感測線是依據第二感測線相互對稱。於此狀況， 第一計算訊號值與第二計算訊號值具有相同的權重，以方便計算觸控座標值。在一實施例中，處理單元包括多個計算元件以及一控制元件。這些計算元件至少包括一第一計算元件及一第二計算元件，第一計算元件與第一感測線及第二感測線耦接而計算得到第一計算訊號值，第二計算元件與第二感測線及第三感測線耦接而計算得到第二計算訊號值。控制元件與這些計算元件耦接，並計算第一計算訊號值、第二計算訊號值與基準值以得到觸控座標值。承上所述，本發明所計算得到的第一計算訊號值是代表第一感測訊號值與第二感測訊號值之間的關係，第二計算訊號值是代表第二感測訊號值與第三感測訊號值之間的關係，而再將第一計算訊號值、第二計算訊號值與一基準值一同計算所得到的觸控座標值就不一定落在第一感測線、或第二感測線、或第三感測線，可能落在三者之間，並反應出使用者真實的觸控位置。藉此，本發明可在使用相對較少感測線的情況下，得到更精確的觸控座標，因而降低成本，並提升產品競爭力。
圖1為本發明較佳實施例的一種觸控模塊的示意圖；圖2為本發明較佳實施例的一種觸控座標解析方法的流程圖；圖3為本發明較佳實施例的一第一計算訊號值、第二計算訊號值與一基準值的關係示意圖；圖4為本發明較佳實施例的一種觸控模塊的另一示意圖；以及圖5所示為以感測線Lll LlA為例說明感測訊號值與計算訊號值的關係。附圖符號說明1 觸控模塊10 處理單元
11 計算元件12 控制元件C1 第一計算訊號值C2 第二計算訊號值L1 第一感測線L2 第二感測線L3 第三感測線L11 L1A、L21 Lffl 感測線S1 第一感測訊號值S2 第二感測訊號值S3 第三感測訊號值SOl S03 步驟
具體實施例方式以下將參照附圖，說明依本發明較佳實施例的一種觸控模塊及其觸控座標解析方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。圖1為本發明較佳實施例的一種觸控模塊1的示意圖。本發明不限制觸控模塊1 的種類，其可例如為光學式、超音波式、紅外線式、電容式或電阻式觸控模塊。觸控模塊1包括多個感測線，這些感測線至少包括一第一感測線L1、一第二感測線 1^2及一第三感測線L3。第二感測線L2位於第一感測線L1與該第三感測線L3之間。經由使用者觸控觸控模塊1時，第一感測線L1可輸出一第一感測訊號值S1，第二感測線L2可輸出一第二感測訊號值&，第三感測線L3可輸出一第三感測訊號值&。觸控模塊1還包括一處理單元10，其與第一感測線L1、第二感測線L2及第三感測線L3耦接，並依據第一感測訊號值S1、第二感測訊號值&及第三感測訊號值&計算得到一觸控座標值，觸控座標值對應使用者的觸控位置。圖2為本發明較佳實施例的一種觸控座標解析方法，其包括步驟SOl S03。以下請參照圖1及圖2所示，以進一步說明觸控模塊1及其觸控座標解析方法。首先，於步驟SOl中，處理單元10計算第一感測訊號值S1及第二感測訊號值&以得到一第一計算訊號值C1。第一計算訊號值C1可為第一感測訊號值S1及第二感測訊號值 &進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得。在本實施例中，第一計算訊號值C1為第二感測訊號值S2減去第一感測訊號值S1,即C1 = S2-S10於步驟S02中，處理單元10計算第二感測訊號值&及第三感測訊號值&以得到一第二計算訊號值C2。第二計算訊號值C2可為第二感測訊號值&及第三感測訊號值&進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得。在本實施例中，第二計算訊號值C2為第三感測訊號值S3減去第一感測訊號值S2,即C2 = S3-S20於步驟S03中，處理單元10計算第一計算訊號值C1、第二計算訊號值C2與一基準值以得到一觸控座標值。其中基準值可以為一實數、一次方程式所得的值、二次方程式所得的值或多次方程式所得的值。圖3為本實施例的一第一計算訊號值C1、第二計算訊號值C2與一基準值的關係示意圖。當使用者未觸控到觸控模塊1時，一般來說，第一感測訊號值S1、第二感測訊號值& 及第三感測訊號值&相等，所以未觸控的狀態的第一計算訊號值C1為第二感測訊號值& 減去第一感測訊號值S1,即C1 = S2-S1 = 0，同理，第二計算訊號值C2 = S3-S2 = 0，而C1 = C2 = 0作為基準值，且構成一線型(於此為平行線)。當使用者觸控到第二感測線或其附近時，第二感測線的第二感測訊號值會大於第一感測線的第一感測訊號值與第三感測線的第三感測訊號值，亦即第一計算訊號值C1 = S2-S1 = a> 0，且第二計算訊號值C2 = S3-S2 =-b < 0。再假設本實施例的第一計算訊號值與第二計算訊號值為構成一次方程式(直線)，且第一感測線所代表的座標值為A、第二感測線所代表的座標值為B、第三感測線所代表的座標值為C，C-A的絕對值為D，處理單元10以『觸控座標值E = A+D^Q/(C1-C2)』的計算式計算得到觸控座標值E。另外，第一計算訊號值與第二計算訊號值也可構成二次方程式或多次方程式，處理單元10亦可對應計算出觸控座標值。圖4為本發明較佳實施例的一種觸控模塊2應用上述觸控座標解析方法的示意圖。觸控模塊2包括多個感測線，其中一部分感測線L11 Lia是沿X軸方向平行設置，且間距相等；另一部分感測線L21 L29是沿Y軸方向平行設置，且間距相等。觸控模塊2還包括一處理單元，處理單元包括多個計算元件11及一控制元件12。 其中，各計算元件11分別與兩條感測線耦接，並接收其感測訊號值，且加以計算得到計算訊號值。控制元件12接收計算訊號值並依據一基準值而計算出觸控座標值。此外，計算元件11可以依據需求併入控制元件12，讓控制元件12兼有計算元件11的功能，即可減少一元件的使用。圖5所示為以感測線L11 Lia為例說明感測訊號值與計算訊號值的關係。其中， 感測訊號值S11 Sia依序來自L11 Lia。當各計算元件11接收到感測訊號值S11 Sia時， 分別計算出計算訊號值C11 C19，其中C11 = S12-S11 = 0,C12 = S13-S12 = 1，其餘C13 C19依此類推。在本實施例中，基準值設為0，故可發現在C14與C15構成零點交越的情況，可推知觸控座標落在感測線L14與L16之間。依據上述公式即得到觸控座標為X1+(|X2-X11)*0. 5/ (0. 5+0. 2)，其中XI、X2為感測線S14, S16的預設座標值。上述為X軸方向的觸控座標值的計算，而Y軸方向的觸控座標值的計算可沿用相同原則而得。此外，本發明還可應用於多點觸控的觸控座標解析，此時觸控裝置即藉由上述觸控座標解析方法而得到多個觸控座標值。由於現有的觸控裝置的感測線無論如何密集，使用者在操作此現有的觸控裝置時，其手指中心恰好按壓於感測線中央的機率非常低，尤其是在手寫或橫移情況時，前述機率更低。故現有的觸控裝置所提供的使用者觸碰位置根本不是使用者實際觸碰位置，而是時而正偏移、時而負偏移後的位置座標。此種現象會造成後端的系統對訊號判定發生失誤的情況。相對於此，本發明的觸控裝置所輸出的觸控座標因是精確計算使用者觸碰位置， 故本發明的觸控裝置可以準確定位出使用者實際觸碰位置，進而避免後端系統訊號判定失誤的現象。甚至，本發明可在僅使用相對較少感測線的情況下，得到更精確的觸控座標，因而降低成本，並提升產品競爭力。
以上所述僅為舉例說明，並非是對本發明的限制。任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於本發明的權利要求中。
權利要求
1.一種觸控模塊的觸控座標解析方法，該觸控模塊包括多個感測線，這些感測線至少包括一第一感測線、一第二感測線及一第三感測線，該第二感測線位於該第一感測線與該第三感測線之間，該觸控座標解析方法包括以下步驟計算來自該第一感測線的一第一感測訊號值及來自該第二感測線的一第二感測訊號值，以得到一第一計算訊號值；計算該第二感測訊號值及來自該第三感測線的一第三感測訊號值，以得到一第二計算訊號值；以及計算該第一計算訊號值、該第二計算訊號值與一基準值以得到一觸控座標值。
2.如權利要求1所述的觸控座標解析方法，其中該第一計算訊號值為該第一感測訊號值與該第二感測訊號值進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得，該第二計算訊號值為該第二感測訊號值與該第三感測訊號值進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得。
3.如權利要求1所述的觸控座標解析方法，其中當該基準值介於該第一計算訊號值與該第二計算訊號值之間時，計算得到該觸控座標值。
4.如權利要求1所述的觸控座標解析方法，其中該第一計算訊號值與該第二計算訊號值構成一次方程式、二次方程式或多次方程式；以及該基準值為一實數、一次方程式所得的值、二次方程式所得的值或多次方程式所得的值。
5.如權利要求1所述的觸控座標解析方法，其中該觸控座標值由該第一計算訊號值與該第二計算訊號值所構成的線型與該基準值所構成的線型的交點而得。
6.如權利要求1所述的觸控座標解析方法，其中當該第一感測線所代表的座標值為A、 該第三感測線所代表的座標值為C，C-A的絕對值為D，該第一計算訊號值C1 >該基準值，且該第二計算訊號值C2 <基準值時，該觸控座標值由A-D-CV(C1-C2)的計算式計算得到。
7.—種觸控模塊，包括多個感測線，這些感測線至少包括一第一感測線、一第二感測線及一第三感測線，該第二感測線位於該第一感測線與該第三感測線之間，該第一感測線輸出一第一感測訊號值， 該第二感測線輸出一第二感測訊號值，該第三感測線輸出一第三感測訊號值；以及一處理單元，與該第一感測線、該第二感測線及該第三感測線耦接，該處理單元計算該第一感測訊號值及該第二感測訊號值以得到一第一計算訊號值，計算該第二感測訊號值及該第三感測訊號值以得到一第二計算訊號值，計算該第一計算訊號值、該第二計算訊號值與一基準值以得到一觸控座標值。
8.如權利要求7所述的觸控模塊，其中該第一計算訊號值為該第一感測訊號值與該第二感測訊號值進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得，該第二計算訊號值為該第二感測訊號值與該第三感測訊號值進行加、減、乘、除、階乘或函數計算而得。
9.如權利要求7所述的觸控模塊，其中當該基準值介於該第一計算訊號值與該第二計算訊號值之間時，該處理單元計算得到該觸控座標值。
10.如權利要求7所述的觸控模塊，其中該第一計算訊號值與該第二計算訊號值是構成一次方程式、二次方程式或多次方程式；以及該基準值為一實數、一次方程式所得的值、 二次方程式所得的值或多次方程式所得的值。
11.如權利要求7所述的觸控模塊，其中該觸控座標值由該第一計算訊號值與該第二計算訊號值所構成的線型與該基準值所構成的線型的交點而得。
12.如權利要求7所述的觸控模塊，其中當該第一感測線所代表的座標值為A、該第三感測線所代表的座標值為C，C-A的絕對值為D，該第一計算訊號值C1 >該基準值，且該第二計算訊號值C2 <基準值時，該觸控座標值由A-D-CV(C1-C2)的計算式計算得到。
13.如權利要求7所述的觸控模塊，其中該第一感測線與該第三感測線是依據該第二感測線相互對稱。
14.如權利要求7所述的觸控模塊，其中該處理單元包括多個計算元件，其中至少包括一第一計算元件及一第二計算元件，該第一計算元件與該第一感測線及該第二感測線耦接而計算得到該第一計算訊號值，該第二計算元件與該第二感測線及該第三感測線耦接而計算得到該第二計算訊號值；以及一控制元件，與這些計算元件耦接，並計算該第一計算訊號值、該第二計算訊號值與該基準值以得到該觸控座標值。
全文摘要
本發明揭示一種觸控模塊的觸控座標解析方法，該觸控模塊包括多個感測線，這些感測線至少包括一第一感測線、一第二感測線及一第三感測線，第二感測線位於第一感測線與第三感測線之間。觸控座標解析方法包括以下步驟計算來自第一感測線的一第一感測訊號值及來自第二感測線的一第二感測訊號值，以得到一第一計算訊號值；計算第二感測訊號值及來自第三感測線的一第三感測訊號值，以得到一第二計算訊號值；以及計算第一計算訊號值、第二計算訊號值與一基準值以得到一觸控座標值。
文檔編號G06F3/041GK102591501SQ20111000526
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者張紹雄, 郭晉瑋 申請人:臺達電子工業股份有限公司