觸控裝置的信號篩選方法
2023-10-09 22:24:34 3
專利名稱：觸控裝置的信號篩選方法
技術領域：
本發明是有關於一種信號篩選方法，且特別是有關於移除電容式觸控裝置 因射頻幹擾源或環境因素所產生的噪聲的方法。
背景技術：
為使可攜式的信息產品具有更人性化的使用界面，整合觸控式面板(Touch panel)或觸控墊(Touch pad)已經蔚為潮流。相關的面板大廠、IC設計公司都已 經將觸控式面板的技術列為主要的研發項目，相關的技術與產品也已經應用於 日常生活的電子產品中，例如行動電話、電腦及個人行動助理等信息產品。
目前最常使用的觸控裝置主要分為電阻式(resistive)與電容式(capacitive)， 其中電容式觸控裝置主要工作原理是感應一種稱為電容的電性特性。當兩層電 性傳導物體不觸碰而互相靠近時，它們的電場就會互相作用形成電容。觸控板 結構中的上下層表面分別是由交錯方向的電極線路所形成的導電層。手指也是 一個電性導體，當手指放置在觸控板上，在觸控板的電極線路和手指之間就會 形成一個極小的電容。藉由電容值改變由微處理器來檢測使用者所觸碰的位 置。
由於電容式觸控裝置容易受到環境變化的影響而產生噪聲，例如高頻幹擾 源、溫度的改變或靜電放電等。因此，電容式觸控裝置會產生不正常的感應信 號(噪聲)，使電子裝置產生誤判並造成電源的浪費。
發明內容
本發明提供一種信號篩選方法，當周圍區域的信號強度大於中間區域的信 號強度時，則將其視為噪聲並移除，藉此降低射頻幹擾源或環境因素所產生的 噪聲，並提高電容式觸控裝置的準確性與穩定度。
承上述，本發明提出一種信號篩選方法，適用於一觸控裝置，上述觸控裝置包括多個感應區域，上述信號篩選方法包括下列步驟首先，取得一觸碰信 號；根據上述觸碰信號取得相對應於一第一感應區域、 一第二感應區域與一第 三感應區域的信號強度值，其中上述第二感應區域位於上述第一感應區域與上 述第三感應區域之間；以及，若上述第二感應區域的信號強度值小於上述第一 感應區域與上述第三感應區域的信號強度值，則移除上述觸碰信號。
本發明另提出一種信號篩選方法，適用於一觸控裝置，上述觸控裝置包括 多個感應區域，上述信號篩選方法包括下列步驟首先，取得上述觸控裝置所 輸出的一觸碰信號；根據上述觸碰信號取得相對應於一第一感應區域、多個第 二感應區域與一第三感應區域的信號強度值，其中上述第二感應區域位於上述 第一感應區域與上述第三感應區域之間並隔開上述第一感應區域與上述第三 感應區域；以及，若上述第二感應區域的信號強度值皆小於上述第一感應區域 與上述第三感應區域的信號強度值，則移除上述觸碰信號。
從另一個角度來看，本發明又提出一種信號篩選方法，適用於一觸控裝置， 上述觸控裝置包括多個感應區域，上述信號篩選方法包括下列步驟首先，取 得上述觸控裝置所輸出的一觸碰信號；根據上述觸碰信號取得相對應於多個第 一感應區域與多個第二感應區域的信號強度值，其中上述第一感應區域位於上 述第二感應區域的外圍；以及，若上述第二感應區域的信號強度值皆小於上述 第一感應區域的信號強度值，則移除上述觸碰信號。
在本發明一實施例中，其中在判斷是否移除上述觸碰信號的步驟中，還包 括上述第二感應區域的信號強度值與上述第一感應區域的信號強度值需相差 大於一預設值，且上述預設值為一非零實數。
在本發明一實施例中，其中在判斷是否移除上述觸碰信號的步驟中，上述
第二感應區域的信號強度值與上述第三感應區域的信號強度值需相差大於一 預設值，且上述預設值為一非零實數。
在本發明一實施例中，上述第一感應區域、上述第二感應區域與上述第三
感應區域的信號強度值分別由標準化的一數值表示。
在本發明 一實施例中，上述觸控裝置包括一觸控面板或一觸控墊。 在本發明一實施例中，上述觸控裝置為一電容式觸控裝置。 在本發明一實施例中，每一上述感應區域包括一電容式觸控元件。在本發明一實施例中，上述感應區域的位置以一九宮格的方式配置。 在本發明一實施例中，上述感應區域的位置是以蜂巢狀的方式配置。 在本發明一實施例中，上述感應區域的形狀是箭頭狀。
本發明因藉由信號強度值的分布狀態來辨別噪聲與正常信號，因此可直接 以軟體或固件的方式實現，其實施成本低，極具商業應用價值。此外，本發明 可直接藉由圖像、數值或查找表等辨識來方式來辨別噪聲，其噪聲移除效果佳, 並可藉此提高電容式觸控裝置的準確性與穩定度，降低系統錯誤動作的機會， 進而達到提高可使用性與省電的功效。
為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式
作詳細說明，其中
圖1為根據本發明一實施例的噪聲篩選方法流程圖。
圖2為根據本發明一實施例的噪聲與對應的感應區域分布圖。
圖3則為根據本發明另一實施例的噪聲與對應的感應區域分布圖。
圖4為根據本發明另一實施例的噪聲與對應的感應區域分布圖。
圖5為根據本發明另一實施例的正常信號與噪聲的感應區域分布圖。
圖6根據本發明另一實施例的蜂巢式與箭頭狀的布局方式示意圖。
主要元件符號說明 S110 S150:步驟
101-109:感應區域
具體實施例方式
當電容式觸控裝置(例如觸控式螢幕或觸控墊)因射頻幹擾源或環境因素而 產生噪聲時，通常會有多個點(感應區域)同時輸出信號，且感應區域通常會有 隨機分布的現象產生，而且其信號強度的變化也不會有規律性。這是因為噪聲 或是幹擾源對觸控裝置的影響並非線性，且具有非預測性的關係。另一方面， 若是利用手指或觸控筆等導體來碰觸觸控裝置而產生的觸碰信號，通常會形成單點或發生在相鄰的區域內，感應區域的信號強度通常由內而外或沿特定方向 逐步遞減。本發明即是利用上述噪聲與手指所產生信號的差異性，藉由信號強 度值的分布狀態來移除噪聲。信號強度值即是個別感應區域的信號強度經由標 準化後的數值，可用來表示每個感應區域的信號強度的相對大小。
如同上述，當接受到一觸碰信號時，本實施例會利用觸碰信號所對應的信 號強度值的分布狀態來判斷此觸碰信號是否為一噪聲或是使用者所輸入的信 號。觸碰信號則是利用觸控裝置的感應區域所取得，用來表示例如手指所接觸 的區域。在本實施例中，當位於中間的感應區域的信號強度值較小(表示其信號
強度較弱)時，則將其觸碰信號視為噪聲並移除。
圖1為根據本發明一實施例的信號篩選方法流程圖，首先，取得觸碰信號
(步驟S110)，其中觸控裝置則例如觸控面板、觸控墊或觸控模組等，每一觸
控裝置包括多個感應區域，用來感應手指或導電物體的碰觸。然後，根據觸碰
信號取得相對應感應區域的信號強度值(步驟S120)。在正常情況下，有輸出信 號的感應區域即是表示有手指或導電物體碰觸此一感應區域。接下來，判斷周 圍區域的信號強度值是否大於中間區域的信號強度值，且相差大於一預設值(步 驟S130);若是，則移除該觸碰信號(步驟S140);若否，則輸出該觸碰信號(步 驟S150)。
在上述步驟S130中，周圍區域與中間區域的辨別則會依照感應區域的布 局以及噪聲發生的地方而有所不同。但其判斷的標準皆是比對位於較中間部分 的感應區域以及位於外圍部份的感應區域的信號強度值，藉由信號強度值的分 布狀態來判別是否為噪聲。以下則列舉數種屬於噪聲的分布狀態來進一步說明 在步驟S130中，對於噪聲與正常信號的辨別方式。
請參照圖2，圖2為根據本發明一實施例的噪聲與對應的感應區域分布圖， 本實施例以九宮格式配置的觸控裝置為例作為說明，其中感應區域101 109分 別為一電容式觸控感應元件，其布局形狀可依設計需求而改變，例如蜂窩狀或 箭頭形狀，在此不加累述。首先，請參照圖2 (a)，其中感應區域IOI、 107屬 於外圍部份，而位於感應區域IOI、 107之間的感應區域104則屬於中間部份。 在本實施例中，斜線表示的感應區域，其信號強度值較小，而以虛點表示的感 應區域，其信號強度值較大，且兩者相差超過一預設值。如圖2(a)所示，其中感應區域104的信號強度值小於感應區域101、 107的信號強度值，且相差大 於預設值。預設值的大小則可視設計需求而訂，愈小則敏感度越高，可設定為 非零實數或將預設值設為零。
以實例說明，在圖2(a)中，令標準化後的感應區域101、 104、 107的信號 強度值依序為70、 60、 70，若設定預設值為5，則由於感應區域101與104之 間相差10，且感應區域107與104之間也相差10，兩者的相相差值皆大於預 設值(5)。因此，對應於圖2(a)的觸碰信號即被視為噪聲並予以移除。由另一個 角度來看，若感應區域IOI、 104、 107的信號強度值依序為70、 68、 70，則此 觸碰信號為正常信號。
圖2(a) 圖2(h)繪示數種視為噪聲的信號分布狀態圖，在本實施例中，斜線 部分的感應區域(如圖2(b)的102)的信號強度值較小，而位於外圍的感應區域(虛 點部分，如圖2(b)的101與103)的信號強度值較大。由於正常情況下，使用 手指或觸控筆碰觸觸控裝置時，位於中間部分的感應區域應該會感受到較強或 較大的信號值，因此圖2(a) 圖2(h)即可能是由噪聲所造成的觸碰信號，故予以 移除。
圖3則為根據本發明另一實施例的噪聲與對應的感應區域分布圖。以圖3(a) 為例，其觸碰信號所對應的感應區域為101、 102、 105、 106，其中感應區域 102、 105位於感應區域101、 106之間，且其信號強度值(斜線部份)皆小於感應 區域IOI、 106(虛點部分)。因此，在本實施例中，對應圖3(a)類型的觸控信號 即被視為噪聲，予以移除。圖3(b) 圖3(h)與圖3(a)相似，主要是所分布的感應 區域不同，但中間部分的信號強度值皆小於外圍部份的信號強度值，因此在本 實施例中，皆屬於噪聲的範疇，予以移除。
圖4為根據本發明另一實施例的噪聲與對應的感應區域分布圖。圖4(a卜 圖4(d)分別繪示四種噪聲的分布狀態，以4(c)為例，感應區域102、 104、 106 以及108(虛點部分)位於感應區域105(斜線部份)的外圍，且其中感應區域105 的信號強度值最小。因此，在本實施例中，對應圖4(c)類型的觸控信號即被視 為噪聲，予以移除。然而，值得注意的是，若感應區域102與104的信號強度 值小於感應區域105或相差小於預設值，則此觸碰信號會被視為正常信號。圖 4(a)、圖4(b)以及圖4(d)與圖4(c)相似，主要是所分布的感應區域不同，但中間部分的信號強度值皆小於外圍部份的信號強度值，因此，在本實施例中，皆 屬於噪聲的範疇，予以移除。
接下來，以數值方式進一步說明正常信號與噪聲的差別，圖5為根據本發
明另一實施例的正常信號與噪聲的感應區域分布圖。圖5(a)表示正常的觸碰信 號所對應的感應區域分布圖，圖5(b)則表示噪聲所對應的感應區域分布圖。在 圖5(a)中，靠近中間區域的感應區域，如105、 104，其信號強度值分別為75、 55，而位於外圍的感應區域，如101、 107、 109，其信號強度值分別為40、 50、 50。感應區域105、 104的信號強度值大於感應區域101、 107、 109的信號強 度值。因此，在本實施例中，圖5(a)屬於正常信號的範疇。反觀圖5(b)，感應 區域105、 108的信號強度值分別為30、 40，皆小於其相鄰兩側的感應區域104、 107、 106、 109的信號強度值。因此，在本實施例中，圖5(b)屬於噪聲的範疇， 會予以移除。
此外，值得注意的是，在步驟S130中，可比較所有周圍感應區域與中間 感應區域的信號強度值，也可以任選位於外圍的兩個感應區域與其中間的感應 區域做比較，本實施例並不受限。只是比較條件愈嚴謹，其噪聲移除的效果愈 佳，比較條件愈寬鬆，其計算速度愈快，所耗資源較少。至於比較的方式，本 實施例可採用例如圖像辨識，數值分析或是査表等方式，本實施例並不受限。 此外，若觸碰信號僅對應於單一個感應區域，或相鄰的兩個感應區域，則在本 實施中，該觸碰信號會被視為正常信號。
再者，上述圖2~圖5雖列舉數種噪聲或正常信號的感應區域分布圖，但本 實施例並不以此為限，本技術領域具有通常知識者經由本發明的揭示應可輕易 類推其餘噪聲或正常信號的感應區域分布圖，在此不加累述。同樣的，本實施
例也不限制於九宮格的感應區域配置方式，利用其他布局方式的觸控裝置同樣 適用於本實施例，如圖6所示，圖6(a)根據本發明另一實施例的蜂巢式布局方 式，圖6(b)根據本發明另一實施例的箭頭狀布局方式。利用其他布局方式的觸 控裝置同樣適用於本實施例，在此不加累述。
綜上所述，本發明利用噪聲與正常信號所產生的信號強度變化來移除噪 聲，降低射頻幹擾源、環境因素對電子裝置的影響。藉此，不僅可提高電容式 觸控裝置的準確性與穩定度，更可降低系統誤動作的機會，進而達到提高可使用性與省電的功效。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本 領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善， 因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種信號篩選方法，適用於一觸控裝置，該觸控裝置包括多個感應區域，該方法包括取得一觸碰信號；根據上述觸碰信號取得相對應於一第一感應區域、一第二感應區域與一第三感應區域的信號強度值，其中該第二感應區域位於該第一感應區域與該第三感應區域之間；以及若該第二感應區域的信號強度值小於該第一感應區域與該第三感應區域的信號強度值，則移除該觸碰信號。
2. 如權利要求l所述的信號篩選方法，其特徵在於，在判斷是否移除該觸 碰信號的步驟中，還包括該第二感應區域的信號強度值與該第一感應區域的信 號強度值需相差大於一預設值，該預設值為一非零實數。
3. 如權利要求l所述的信號篩選方法，其特徵在於，在判斷是否移除該觸 碰信號的步驟中，還包括該第二感應區域的信號強度值與該第三感應區域的信 號強度值需相差大於一預設值，該預設值為一非零實數。
4. 如權利要求1所述的信號篩選方法，其特徵在於，該第一感應區域、該 第二感應區域與該第三感應區域的各該信號強度值分別以標準化後的一數值 表示。
5. 如權利要求l所述的信號篩選方法，其特徵在於，該觸控裝置包括一觸 控面板、 一觸控墊或一電容式觸控裝置。
6. 如權利要求l所述的信號篩選方法，其特徵在於，每一該些感應區域包 括一電容式觸控元件。
7. 如權利要求l所述的信號篩選方法，其特徵在於，該些感應區域的位置 以一九宮格或一蜂巢狀的方式配置。
8. 如權利要求1所述的信號篩選方法，其特徵在於，該些感應區域的形狀 為箭頭狀。
9. 一種信號篩選方法，適用於一觸控裝置，該觸控裝置包括多個感應區域， 該信號篩選方法包括取得該觸控裝置所輸出的一觸碰信號；根據上述觸碰信號取得相對應於一第一感應區域、多個第二感應區域與一 第三感應區域的信號強度值，其中該些第二感應區域位於該第一感應區域與該 第三感應區域之間並隔開該第一感應區域與該第三感應區域；以及若該些第二感應區域的信號強度值皆小於該第一感應區域與該第三感應 區域的信號強度值，則移除該觸碰信號。
10. 如權利要求9所述的信號篩選方法，其特徵在於，在判斷是否移除該 觸碰信號的步驟中，還包括該些第二感應區域的信號強度值與該第一感應區域 的信號強度值皆需相差大於一預設值，且該預設值為一非零實數。
11. 如權利要求9所述的信號篩選方法，其特徵在於，在判斷是否移除該 觸碰信號的步驟中，還包括該些第二感應區域的信號強度值與該第三感應區域 的信號強度值皆需相差大於一預設值，且該預設值為一非零實數。
12. —種信號篩選方法，適用於一觸控裝置，該觸控裝置包括多個感應區 域，該噪聲移除方法包括取得該觸控裝置所輸出的一觸碰信號；根據上述觸碰信號取得相對應於多個第一感應區域與多個第二感應區域 的信號強度值，其中該些第一感應區域位於該些第二感應區域的外圍；以及若該些第二感應區域的信號強度值皆小於該些第一感應區域的信號強度 值，則移除該觸碰信號。
13. 如權利要求12所述的信號篩選方法，其特徵在於，在判斷是否移除該 觸碰信號的步驟中，還包括該些第二感應區域的信號強度值與該些第一感應區 域的信號強度值皆需相差大於一預設值，且該預設值為一非零實數。
全文摘要
本發明公開一種觸控裝置的信號篩選方法，包括下列步驟取得觸碰信號；根據觸碰信號取得相對應於第一感應區域、第二感應區域與第三感應區域的信號強度值，其中第二感應區域位於第一感應區域與第三感應區域之間；若第二感應區域的信號強度值小於第一感應區域與第三感應區域的信號強度值，則移除此觸碰信號。藉由本發明的信號篩選方法可移除信號噪聲，以提高電容式觸控裝置操作的準確性與穩定度。
文檔編號G06F3/044GK101587406SQ20081010873
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月23日 優先權日2008年5月23日
發明者陳錫坤 申請人:宏達國際電子股份有限公司