电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法

电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法
【专利摘要】本发明公开了一种电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法。电容式触控系统电性连结至少一电容式触控点，且包括可调累加计时装置、可调充放电电流装置与控制单元；可调累加计时装置基于触控频率使用第一电流对其内置电容进行充放电，并计时内置电容的充放电时间；可调充放电电流装置基于触控频率使用第二电流对电容式触控点进行充放电，且可调累加计时装置用以计时电容式触控点的充放电时间；控制单元用以设置触控频率，并调整可调累加计时装置的第一电流与可调充放电电流装置的第二电流；据此，所述电容式触控系统可以免于环境干扰。
【专利说明】电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法

【技术领域】
[0001]本发明有关于一种电容式触控系统及其方法，且特别是有关于一种利用可调变式电流、累加计时、及以对内置电容的充放电时间为基准对系统进行初始化，并借以用来检测判断电容式触控点是否被触碰以及消除环境干扰的电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法。

【背景技术】
[0002]电容式触控功能是近年来新兴市场产品的热门应用，因电容式触控按键在成本上比一般实体按键更低廉，而且只需在印刷电路板(PCB)上画出触控点即可，所以电容式触控的应用于市场上非常受到欢迎。
[0003]然而，在不同产品的设计上，电容式触控会因产品外观与结构不同造成很大的差异，例如印刷电路板设计的触控面积大小、产品触控面与印刷电路板上的触控面的距离不同、产品触控面与PCB上的触控面之间的材质与介质不同，因为这些差异的原因，故使得电容式触控无法提供较佳的灵敏度。
[0004]另外，于不同产品的设计上，由于产品设计者对于电容式触控最佳的灵敏度的需求不同，因此电容式触控产品必需可以随设计者的需求而调整。此外，因印刷电路板的布局(layout)所产生的寄生电容问题并不易解决，举例来说，从集成芯片(IC)到每一个触控面的导线宽度、导线长度、导线材质都会对电容式触控功能造成影响。更精确地说，触控导线对接地线的距离以及触控点接线之间临近的导线的距离都会对电容式触控功能产生影响，而造成每一个电容式触控点都无法提供良好的一致性与准确性。
[0005]电容式触控产品在设计上，还必须考量周边环境所产生的干扰，例如电容式触控产品外在环境的变化。在不同的高温或低温操作时，或是在极高或极低湿度时的操作，电容式触控点的检测数值都会有极剧烈变化，以至于产生误判检测数值，因此电容式触控产品必需随环境的变化而调整。
[0006]电容式触控产品在正常的操作下，也会因为使用者身上静电放电的原因，使得电容式触控点的检测数值都可能会有极剧烈变化，导致误判检测数值的发生。周边环境所产生的电磁波干扰，例如许多的家电产品所产生的电磁波，也都会对电容式触控产品产生干扰。尤其是无线发射通讯装置，例如手机、无线电、无线基地台、无线网络、2.4G无线产品等等，其对电容式触控产品的干扰更为明显。在许多电子设备的干扰环境下，电容式触控点的检测数值都可能会有极剧烈变化，使电容式触控产品产生误判检测数值。
[0007]除此之外，电容式触控是以充放电的方式计算人体产生的等效电容值，但是人体产生的等效电容值会因人而异，产生不一样的等效电容值，使得在操作上会造成差异性，造成电容式触控产品出现触控操作不良或是无法正常操作的问题。
[0008]简单地说，现行电容式触控产品的变动率与灵敏度无法达到预定的期待，且易受到各种周边环境所产生的干扰。


【发明内容】

[0009]本发明实施例提供一种电容式触控系统，电容式触控系统电性连结至少一电容式触控点，且包括可调累加计时装置、可调充放电电流装置与控制单元。可调累加计时装置基于触控频率使用第一电流对其内置电容进行充放电，并计时内置电容的充放电时间。可调充放电电流装置基于触控频率使用第二电流对电容式触控点进行充放电，且可调累加计时装置用以计时电容式触控点的充放电时间。控制单元用以设置触控频率，并调整可调累加计时装置的第一电流与可调充放电电流装置的第二电流。
[0010]本发明实施例一种用于电容式触控系统的初始化方法。首先，基于触控频率使用第一电流对电容式触控系统的内置电容进行充放电，并计时内置电容的充放电时间。若内置电容的充放电时间等于第一预设基准时间，则记录第一电流，基于触控频率使用第二电流对电容式触控系统所电性连结的电容式触控点进行充放电，并计时电容式触控点的充放电时间。若内置电容的充放电时间不等于第一预设基准时间，则调整第一电流，以尝试使内置电容的充放电时间等于第一预设基准时间。若多次调整第一电流后，皆无法使得内置电容的充放电时间等于第一预设基准时间，则调整触控频率，以尝试使内置电容的充放电时间等于第一预设基准时间。若电容式触控点的充放电时间>第二预设基准时间，则记录第二电流，其中第二预设基准时间相关于第一预设基准时间，且 > 第一预设基准时间。若电容式触控点的充放电时间< 第二预设基准时间，则调整第二电流，以尝试使电容式触控点的充放电时间>第二预设基准时间。
[0011]本发明实施例提供一种用于电容式触控系统的检测触控方法。首先，基于触控频率使用记录的第二电流对电容式触控系统所电性连结的电容式触控点进行充放电，并计时电容式触控点的充放电时间。若电容式触控点的充放电时间>第二预设基准时间，则判断电容式触控点未被触碰，其中第二预设基准时间相关于第一预设基准时间，且 >第一预设基准时间。若电容式触控点的充放电时间位于一第一预设区间，则判断第一电容式触控点被触碰，其中，该第一预设区间的最大值 < 第二预设基准时间，且该第一预设区间的最小值等于第二预设基准时间减去第一门限值。
[0012]本发明实施例提供一种用于电容式触控系统的检测触控方法。首先，基于触控频率使用记录的第二电流对电容式触控系统所电性连结的第一电容式触控点进行充放电，并计时该第一电容式触控点的充放电时间。基于触控频率使用记录的另一第二电流对电容式触控系统所电性连结的第二电容式触控点进行充放电，并计时该第二电容式触控点的充放电时间，其中第二电容式触控点邻近于第一电容式触控点。依据第二电容式触控点的充放电时间减去第一电容式触控点的充放电时间所得到的差值，判断该第二电容式触控点是否被触碰。
[0013]本发明实施例提供的电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法，可以有效缩小该内置电容的尺寸，进而促使本系统可以完全收纳设置在单一芯片内，因此可以提升电容式触控系统的检测准确度、灵敏度与一致性可以大幅地被提升，而使电容式触控系统不易受到环境或其他因素的影响。
[0014]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例所提供的电容式触控系统的系统方块图。
[0016]图2A与图2B为本发明实施例的电容式触控系统的初始化方法的上下半部的流程图。
[0017]图3A与图3B为本发明实施例的电容式触控系统的检测触控方法的上下半部的流程图。
[0018]图4A与图4B为本发明另一实施例的电容式触控系统的检测触控方法的上下半部的流程图。
[0019]其中，附图标记说明如下:
[0020]10:电容式触控系统
[0021]11:可调累加计时装置
[0022]111:累加计时器
[0023]112:可调累加计时充放电电流装置
[0024]1121:可调累加计时充电电流装置
[0025]11211:可调累加计时充电电流器
[0026]11212:切换开关
[0027]1122:可调累加计时放电电流装置
[0028]11221:可调累加计时放电电流器
[0029]11222:切换开关
[0030]113:切换开关
[0031]114:内置电容
[0032]12:可调充放电电流装置
[0033]121:可调充电电流装置
[0034]1211:可调充电电流器
[0035]1212:切换开关
[0036]122:可调放电电流装置
[0037]1221:可调放电电流器
[0038]1222:切换开关
[0039]13:控制单元
[0040]131:微型控制器
[0041]132:可调触控频率装置
[0042]14:触控点指向器
[0043]15:电容式触控按键组
[0044]151?15N:电容式触控点
[0045]S2Ol?S415:步骤流程

【具体实施方式】
[0046]〔电容式触控系统的实施例〕
[0047]为了避免电容式触控系统因受到环境影响(如温度、湿度、系统本身的电路或通讯等干扰因素)，而使得触控功能失去其准确性及灵敏度，本发明实施例提供了一种电容式触控系统，此电容式触控控制系统利用可调变式电流、累加计时、及以对一内置电容的充放电时间为基准，对每个电容式触控点作充电及放电累加计时，并参考触控频率调整每一电容式触控点的充放电电流，以借此让每一电容式触控点达到一致性以及提高其灵敏度。
[0048]请参照图1，图1是本发明实施例所提供的电容式触控系统的系统方块图。电容式触控系统10包括可调累加计时装置11、可调充放电电流装置12、控制单元13与触控点指向器14。电容式触控系统10外接于电容式触控按键组15，或者，电容式触控按键组15可以内建于电容式触控系统10。控制单元13电性连接可调累加计时装置11、可调充放电电流装置12与触控点指向器14，且可调充放电电流装置12电性连接可调累加计时装置11与触控点指向器14。
[0049]电容式触控按键组15具有多个电容式触控点151?15N，电容式触控按键组15可以通过基板与形成基板上的金属图案来实现。电容式触控点151?15N作为感测单元使用，且可以是自容式或互容式感测单元。每一个电容式触控点151?15N被用以进行触碰的触控工具(例如手指或触控笔)接触时，其电容值(互容或自容值)会产生变化，故对应地，对电容式触控点151?15N进行充放电的充放电时间也会有所变化。因此，可以通过检测电容式触控点151?15N的充放电时间来判断电容式触控点151?15N是否被触控，甚至依据电容式触控点151?15N的充放电时间来判断其被触碰的触碰类型。
[0050]触控点指向器14具有多个切换开关，且受控于控制单元13，以选择多个电容式触控点151?15N的其中之一。可调充放电电流装置12所输出的第二电流受控于控制单元13。可调充放电电流装置12输出第二电流对所选择的电容式触控点151?15N进行充放电。可调累加计时装置11计时电容式触控点151?15N进行充放电的充放电时间，并输出电容式触控点151?15N的充放电时间给控制单元13。
[0051]控制单元13依据电容式触控点151?15N的充放电时间判断电容式触控点151?15N是否有被触碰，且在有电容式触控点151?15N被触碰时，判断电容式触控点151?15N被触碰的触碰类型并且执行相应预设的指令。控制单元13还可以依据电容式触控点151?15N的充放电时间判断电容式触控点151?15N是否受到环境变化而有影响，并且进一步地重新调整每一个电容式触控点151?15N的第二电流，甚至调整电容式触控系统10的触控频率。
[0052]当电容式触控系统10刚开启时，或者连接至电容式触控按键组15时，电容式触控系统10会操作于初始化模式中。此时，可调累加计时装置11会依据预设的触控频率与第一电流对可调累加计时装置11的内置电容114进行充放电，并计时内置电容114的充放电时间。接着，控制单元13会接收内置电容114的充放电时间，并且判断内置电容114的充放电时间是否等于第一预设基准时间。若内置电容114的充放电时间等于第一预设基准时间，则控制单元13会记录第一电流，并且使用此时的触控频率、第二预设基准时间(本实施例为相当于二倍的第一预设基准时间)来调整可调累加计时装置11输出给电容式触控点151?15N来进行充放电的第二电流。
[0053]若内置电容114的充放电时间不等于第一预设基准时间，则控制单元13会调整可调累加计时装置11输出给内置电容114进行充放电的第一电流。然后，可调累加计时装置11再次地输出调整后的第一电流对内置电容114进行充放电，并计时内置电容114的充放电时间，而控制单元13则再次判断内置电容114的充放电时间是否等于第一预设基准时间。
[0054]若第一电流的调整次数达到第一调整门限值后，仍然无法使得内置电容114的充放电时间等于第一预设基准时间，则控制单元13会重新设置触控频率，并且控制单元13与可调累加计时装置11会重复地进行上述动作，以找出作为参考的触控频率，以及记录使内置电容114的充放电时间等于第一预设基准时间的第一电流。
[0055]当完成内置电容114的初始化之后，控制单元13控制触控点指向器14选择尚未被选择的多个电容式触控点151?15N的其中之一。可调充放电电流装置12输出预设的第二电流给所选择的电容式触控点151?15N进行充放电，可调累加计时装置11计时所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间。控制单元13判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否>第二预设基准时间。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间>第二预设基准时间，则控制单元13记录第二电流，且接着选择控制单元13控制触控点指向器14选择尚未被选择的多个电容式触控点151?15N的其中之一，并重复地进行上述动作。
[0056]若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间<第二预设基准时间，则表不电容式触控点151?15N受到环境影响或有不一致性，故控制单元13会调整可调充放电电流装置12输出给所选择的电容式触控点151?15N的第二电流。接着，可调充放电电流装置12再次输出调整后的第二电流给所选择的电容式触控点151?15N进行充放电，可调累加计时装置11再次计时所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间，且控制单元13再次判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否>第二预设基准时间。若第二电流的调整次数达到第二调整门限值后，仍然无法使得所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间>第二预设基准时间，则控制单元13判断有严重干扰，并且调整触控频率，重新执行初始化。
[0057]在本发明实施例中，内置电容114用以模拟手指或触控笔的等效电容，故电容值可以设计例如在15至22pF之间。内置电容14与电容式触控点151?15N的充放电时间可以使用例如为8位元的运算架构的累加计时器111来获得其数值。第一电流与第二电流的预设值可以分别例如为I μ A与600 μ A，且对应8位元的运算架构的累加计时器111，第一预设基准时间可以例如为64至95 (较佳地可以为80)，且触控频率的预设值例如为2MHz。值得说明的是，本发明并不限制累加计时器111的位元数、内置电容114的电容值、第一预设基准时间的数值、以及触控频率、第一电流与第二电流的预设值。
[0058]由于电容式触控系统10在检测电容式触控点151?15N是否被触碰时，会先操作于初始化模式，并通过可调累加计时装置11与控制单元13找出触控频率，因此，可以针对环境变化找出合适的触控频率，以借此让电容式触控系统10之后可以顺利地检测电容式触控点151?15N是否被触碰，以及在电容式触控点151?15N被触碰时，判断电容式触控点151?15N被触碰的触碰类型，例如轻碰触、重碰触或连续碰触等等。除此之外，因为于初始化模式中，对应所有电容式触控点151?15N的所有第二电流都会被记录，且接着于检测模式中使用，故可以使得电容式触控点151?15N不受环境与本身的不一致性影响，从而提升电容式触控系统10的敏感度。
[0059]在初始化模式被执行完成后，电容式触控系统10会操作于检测模式中。控制单元13会判断电容式触控系统10是否于初始化模式中成功地被初始化。若电容式触控系统10未成功地被初始化，则等待电容式触控系统10成功地被初始化。若电容式触控系统10成功地被初始化，则控制单元13控制触控点指向器14选择于当前检测周期中尚未被选择的电容式触控点151?15N的其中之一。
[0060]然后，可调充放电电流装置12输出第二电流(于初始化模式中被记录的第二电流)给所选择的电容式触控点151?15N进行充放电。可调累加计时装置11计时所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间，且控制单元13接着判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否>第二预设基准时间。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间>第二预设基准时间，则控制单元13判断所选择的电容式触控点151?15N未被触碰。
[0061]若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间<第二预设基准时间，则控制单元13判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否介于一第一预设区间。若以第一预设基准时间等于80为例，则第一预设区间可以是128至159(即位于第二预设基准时间减去一第一门限值(例如为32)的时间差值以及第二预设基准时间二者之间)，但本发明并不以此为限。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间介于第一预设区间内，则控制单元13依据所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间判断所选择的电容式触控点151?15N被触碰的触碰类型，并且执行相应预设的指令。
[0062]若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间<第一预设区间的最小值，则表示环境可能有所变化，而有可能需要调整第二电流或触控频率，因此，控制单元13会判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否位于第二预设区间，该第二预设区间的最大值<一第二门限值，该第二预设区间的最小值>一第三门限值。若以第一预设基准时间等于80为例，则上述第二、第三门限值分别为95与64，则第二预设区间为65?94，但本发明并不以此为限。
[0063]若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间介于上述第二预设区间之内，则表示有严重干扰存在，随即控制单元13调整触控频率，并重新使电容式触控系统10操作于初始化模式，借以排除该严重干扰。
[0064]若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间既<第二预设基准时间，且未落入第一、二预设区间，则表示环境可能有所变化，因此，控制单元13调整可调充放电电流装置12所输出的第二电流。然后，可调充放电电流装置12输出调整后的第二电流给该电容式触控点151?15N进行充放电，且计时该电容式触控点151?15N的充放电时间，以及控制单元13再次判断该电容式触控点151?15N的充放电时间以判断电容式触控点151?15N的状态属于未被触碰、已被触碰与受到严重干扰的其中之一。
[0065]若该第二电流的调整次数达到一第二调整门限值后，该电容式触控点151?15N的充放电时间依然无法>第二预设基准时间，或落入于第一预设区间，则控制单元13判断为有严重干扰，并且调整触控频率，重新执行初始化模式，以排除该严重干扰。
[0066]值得一提的是，上述检测电容式触控点151?15N是否被触碰的方式可以适用于检测电容式触控点151?15N为自容或互容式感测单元的情况。然而，本发明却不限定于此。当电容式触控点为互容式感测单元时，上述判断电容式触控点151?15N是否被触控的方式可以是将目前选择的电容式触控点151~15N的充放电时间减去前一个邻近于目前所选择的电容式触控点151~15N的电容式触控点151~15N的充放电时间，以获得一差值，并由该差值的大小判断目前选择的电容式触控点151~15N是否被触碰，以及目前选择的电容式触控点151~15N被触碰的触碰情况，或者是否有受到严重干扰。
[0067]若当该差值≤第一门限差值(例如为8)时，则表示目前选择的电容式触控点151~15N未被触碰；若当该差值 > 第一门限差值，且该差值又同时 < 第二门限差值(例如为80)时，表示目前选择的电容式触控点151~15N被触碰，并且执行相应预设的指令。
[0068]若当该差值>第二门限差值时，表示有干扰，控制单元13则调整可调充放电电流装置12所输出的第二电流。然后，可调充放电电流装置12输出调整后的第二电流给该电容式触控点151~15N进行充放电，且计时该电容式触控点151~15N的充放电时间以及该差值；若该第二电流的调整次数达到一第二调整门限值后，依然无法使该差值 < 该第二门限差值时，控制单元13判断为有严重干扰，则调整触控频率，重新执行初始化模式。
[0069]接着，详细地描述可调累加计时装置11、可调充放电电流装置12与控制单元13的细部结构。然而，值得说明的是，本发明并不以可调累加计时装置11、可调充放电电流装置12与控制单元13的细部结构为限。
[0070]可调累加计时装置11包括累加计时器111、可调累加计时充放电电流装置112、切换开关113与内置电容114，可调充放电电流装置12包括可调充电电流装置121与可调放电电流装置122，且控制单元13包括微型控制器131与可调触控频率装置132。可调累加计时充放电电流装置112包括可调累加计时充电电流装置1121与可调累加计时放电电流装置1122，其中可调累加计时充电电流装置1121包括可调累加计时充电电流器11211与切换开关11212，且可调累加计时放电电流装置1122包括可调累加计时放电电流器11221与切换开关11222。另外， 可调充电电流装置121包括可调充电电流器1211与切换开关1212，且可调放电电流装置122包括可调放电电流器1221与切换开关1222。
[0071]微型控制器131控制每一个切换开关1212、1222、113、11212与11222的开关，微型控制器131还可以调整可调充电电流器1211与可调放电电流器1221所输出的第二电流，且可以调整可调累加计时放电电流器11221与可调累加计时放电电流器11221所输出的第一电流，以使得电容式触控点151~15N或内置电容114可以顺利地被充放电。累加计时器111用以计时电容式触控点151~15N或内置电容114的充放电时间。微型控制器131还接收电容式触控点151~15N或内置电容114的充放电时间，并进行前述控制单元13的判断动作。可调触控频率装置132可以提供多个不同的触控频率，藉以在电容式触控系统10受到环境干扰(如静电、电磁波、温度变化或湿度变化的干扰)时，让电容式触控系统10使用不同的触控频率来保持检测准确度。
[0072]在此请注意，虽然本发明以对电容式触控点151~15N与内置电容114进行充放电为例进行说明，但本发明并不以此为限。举例来说，于其他的实现方式中，可以仅对电容式触控点151~15N进行充电或放电，或者可以仅针对内置电容114进行充电或放电。换言之，上述可调累加计时充电电流装置1121与可调累加计时放电电流装置1122的其中之一可以选择性地被移除，且上述可调充电电流装置121与可调放电电流装置122的其中之一可以选择性地被移除。另外，图1的电容式触控系统10若仅用于检测单一个电容式触控点，则电容式触控系统10的触控点指向器14可以移除。
[0073]除此之外，值得一提的是，电容式触控系统10可以是在一个单芯片中完成实现，以更进一步地降低环境因素的干扰以及提升功能上的效率。然而，本发明并不限制电容式触控系统10是否以一个单芯片来实现。
[0074]〔初始化模式的初始化方法的实施例〕
[0075]请参照图1、图2A与图2B，图2A与图2B为本发明实施例的电容式触控系统的初始化方法的上下半部的流程图。如同前面所述，当电容式触控系统10刚开启时，或者连接至电容式触控按键组15时，电容式触控系统10会操作于初始化模式中，以初始化电容式触控系统10。
[0076]首先，在步骤S201中，控制单元13的微型控制器131启动电容式触控系统10并进行连结确认，以初始化电容式触控系统10。接着，在步骤S202中，控制单元13的可调触控频率装置132设置电容式触控系统10的触控频率，其中触控频率的预设值例如为2MHz。
[0077]然后，在步骤S203中，可调累加计时装置11的可调累加计时充放电电流装置112输出第一电流，以对内置电容114进行充放电，其中内置电容114的电容值可以为15至22pF之间，且第一电流的预设值为ΙμΑ。接着，在步骤S204，可调累加计时装置11的累加计时器111计时内置电容114的充放电时间。
[0078]然后，在步骤S205中，控制单元13的微型控制器131判断内置电容114的充放电时间是否等于第一预设基准时间，其中以累加计时器111采用8位元的运算架构为例，第一预设基准时间例如可以为80。若内置电容114的充放电时间不等于第一预设基准时间，则步骤S206会被执行，若内置电容114的充放电时间等于第一预设基准时间，则步骤S208会被执行。在步骤S208中，控制单元13的微型控制器131记录触控频率与第一电流，且在步骤S208之后，步骤S209会被执行。
[0079]在步骤S206中，控制单元13的微型控制器13判断第一电流的调整次数是否>第一调整门限值。若第一电流的调整次数>第一调整门限值，则步骤S218会被执行。若第一电流的调整次数未>第一调整门限值，则步骤S207会被执行。在步骤S207中，控制单元13的微型控制器131调整可调累加计时装置11的可调累加计时充放电电流装置112所要输出的第一电流，并更新第一电流的调整次数。在步骤S207被执行后，步骤S221会接着被执行。在步骤S221中，可调累加计时装置11的可调累加计时充放电电流装置112输出调整后的第一电流，以对内置电容114进行充放电，且在步骤S221之后，步骤S204会重新被执行。
[0080]在步骤S218中，控制单元13的微型控制器131判断可调触控频率装置132针对电容式触控系统10的触控频率的设置次数是否>调频门限值。若电容式触控系统10的触控频率的设置次数>调频门限值，则步骤S220会被执行。若电容式触控系统10的触控频率的设置次数未>调频门限值，则步骤S219会被执行。在步骤S219中，控制单元13的微型控制器131会调整设置电容式触控系统10的触控频率，并且更新调整触控频率的设置次数，以及将第一电流的调整次数重新归零。在步骤S219之后，步骤S203会重新被执行。在步骤S220中，控制单元13的微型控制器131恢复原始设定，重新执行初始化模式。在步骤S220被执行后，步骤S202会重新被执行。
[0081]在步骤S209中，控制单元13的微型控制器131控制触控点指向器14选择电容式触控点151?15Ν其中一个尚未被选择者。在步骤S210中，可调充放电电流装置12输出第二电流，以对所选择的电容式触控点151?15N进行充放电，其中第二电流的预设值为600 μ A0然后，在步骤S211中，可调累加计时装置11的累加计时器111计时所选择的电容式触控点151?15Ν的充放电时间。
[0082]接着，在步骤S212中，控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15Ν的充放电时间是否>第二预设基准时间，其中第二预设基准时间为两倍的第一预设基准时间。以第一预设基准时间等于80为例，第二预设基准时间例如为160。若所选择的电容式触控点151?15Ν的充放电时间 >第二预设基准时间，则步骤S215会被执行。若所选择的电容式触控点151?15Ν的充放电时间未>第二预设基准时间，则步骤S213会被执行。
[0083]在步骤S213中，控制单元13的微型控制器131判断第二电流的调整次数是否>第二调整门限值。若第二电流的调整次数未>第二调整门限值，则步骤S214会被执行，若第二电流的调整次数>第二调整门限值，则步骤S220会被执行。在步骤S214中，控制单元13的微型控制器131调整可调充放电电流装置12所要输出的第二电流，并更新第二电流的调整次数。在步骤S222中，可调充放电电流装置12输出调整后的第二电流，以对所选择的电容式触控点151?15Ν进行充放电，且在步骤S222之后，步骤S211会重新被执行。在步骤S220被执行后，步骤S202会重新被执行。
[0084]在步骤S215中，控制单元13的微型控制器131记录对应所选择的电容式触控点151?15Ν的第二电流。在S216中，控制单元13的微型控制器131判断是否还有未选择的电容式触控点151?15Ν。若还有未选择的电容式触控点151?15Ν，则步骤S209会重新被执行；若已无未选择的电容式触控点151?15Ν，则结束电容式触控系统的初始化方法，并执行步骤S217。在步骤S217中，执行检测模式。
[0085]简单地说，在初始化的模式中，若多次地调整第一电流都无法使得内置电容114的充放电时间等于第一预设基准时间，则需要进一步地调整触控频率，例如将触控频率由2MHz调整为IMHz或4MHz。若多次调整触控频率与第一电流都无法使得内置电容114的充放电时间等于第一预设基准时间，或者多次地调整第二电流都无法使得所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间>第二预设基准时间，则表示电容式触控系统10因为不明干扰的原因而无法顺利初始化，故微型控制器131会恢复原始设定，重新执行初始化模式。若电容式触控系统10被成功的初始化，则电容式触控系统10会在检测模式中使用初始化模式中所记录的每一个电容式触控点151?15N的第二电流值，以及使用可调触控频率装置132所设置的触控频率。
[0086]〔检测模式I的检测触控方法的实施例〕
[0087]请参照图1、图3A与图3B，图3A与图3B为本发明实施例的电容式触控系统的检测触控方法的上下半部的流程图。如同前面所述，电容式触控系统10于初始化模式中成功地初始化后，电容式触控系统10会于每一检测周期中对全部的电容式触控点151?15N进行检测。
[0088]首先，在步骤S301中，控制单元13的微型控制器131判断电容式触控系统10是否成功地完成初始化。若电容式触控系统10成功地完成初始化，则步骤S302会被执行，不然，则继续等待至电容式触控系统10成功地完成初始化。在步骤S302中，控制单元13的微型控制器131控制触控点指向器14选择于当前检测周期的其中一个尚未被选择的电容式触控点151?15N。
[0089]在步骤S303中，可调充放电电流装置12输出该电容式触控点151?15N相应所记录的第二电流，以对该所选择的电容式触控点151?15N进行充放电。在步骤S304中，可调累加计时装置11的累加计时器111计时所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间。在步骤S305中，控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否>第二预设基准时间。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间>第二预设基准时间，则步骤S306会被执行。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间<第二预设基准时间，则步骤S308会被执行。
[0090]在步骤S306中，控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15N未被触碰。在步骤S307中，控制单元13的微型控制器131判断于此检测周期是否还有未选择的电容式触控点151?15N。若于此检测周期还有未选择的电容式触控点151?15N，则步骤S302会重新被执行。若于此检测周期已无未选择的电容式触控点151?15N，则步骤S314会被执行。在步骤S314中，控制单元13的微型控制器131结束本次检测周期，并且启动一新的检测周期，随即步骤S302会重新被执行。
[0091]在步骤S308中，控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否介于第一预设区间，其中第一预设区间的最大值<第二预设基准时间，且第一预设区间的最小值>第二预设基准时间减去一第一门限值。以第一预设基准时间等于80、第一门限值为32为例，第一预设区间的最小值与最大值分别为128与159。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间介于第一预设区间(即128?159之间)，则步骤309会被执行。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间未介于第一预设区间，则步骤310会被执行。
[0092]在步骤S309中，控制单元13的微型控制器131依据所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间判断电容式触控点151?15N被触碰的触碰类型，例如为轻触碰、重触碰或连续触碰等，并且执行相应预设的指令。在步骤S309被执行后，步骤S307会接着被执行。
[0093]步骤S301?S309为检测触控方法的主要步骤，然而，为了解决其他干扰的发生，并提升检测的准确度。检测触控方法中还包括步骤S310?S313与S315，其用以检测电容式触控点151?15N有异常时，可以通过调整第二电流与触控频率的方式，来解决干扰的问题。
[0094]在步骤S310中，控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是否落入第二预设区间，该第二预设区间的最大值为<第二门限值，最小值为>第三门限值，其中第一预设基准时间>第三门限值与<第二门限值，且第二门限值<第一预设区间的最小值。以第一预设基准时间等于80且第一预设区间的最小值与最大值分别等于128与159、第二门限值与第三门限值分别为95与64为例，若控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是位于第二预设区间(即65?94)则步骤S311会被执行；若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间是位于第二预设区间外(即 >第二门限值95且<第一预设区间的最小值128间，或为<第三门限值64)，则步骤S312会被执行。
[0095]在步骤S311中，控制单元13的微型控制器131判断电容式触控系统10受到严重干扰，因此结束电容式触控系统10的检测模式，并且以另一触控频率重新执行电容式触控系统10的初始化模式，以消除该严重干扰。
[0096]在步骤S312中，控制单元13的微型控制器131判断第二电流的调整次数是否>第二调整门限值。若第二电流的调整次数>第二调整门限值，则步骤S311会被执行。若第二电流的调整次数未>第二调整门限值，则步骤S313会被执行。在步骤S313中，控制单元13的微型控制器131调整可调充放电电流装置12所要输出的第二电流，并更新第二电流的调整次数。在步骤S315中，可调充放电电流装置12输出调整后的第二电流，以对该电容式触控点151?15N进行充放电，并且步骤S304会被重新执行。
[0097]简单地说，于检测模式I中，电容式触控系统10会检测所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间>第二预设基准时间，则表示所选择的电容式触控点151?15N未被触碰。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间落于第一预设区间内，则表示所选择的电容式触控点151?15N有被触碰，并且执行相应预设的指令。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间落于第二预设区间外，则表示有未知的干扰严重地影响电容式触控系统10，故即藉由调整第二电流的方式来进行干扰的排除。若所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间介于第二预设区间内，则表示有严重干扰，电容式触控系统可随即结束检测模式，并且以另一触控频率重新执行初始化模式，藉以排除该严重干扰。
[0098]〔检测模式II的检测触控方法的实施例〕
[0099]请参照图1、图4A与图4B，图4A与图4B为本发明另一实施例的电容式触控系统的检测触控方法的上下半部的流程图。如同前面所述，若电容式触控系统10的电容式触控点151?15N为互容式感测单元时，则可以根据相邻两个电容式触控点151?15N的充放电时间的差值来判断电容式触控点151?15N是否被触控，以及判断电容式触控点151?15N被触碰的触碰类型。
[0100]首先，在步骤S401中，控制单元13的微型控制器131判断电容式触控系统10是否成功地完成初始化。若电容式触控系统10成功地完成初始化，则步骤S402会被执行，不然，则继续等待至电容式触控系统10成功地完成初始化。
[0101]在步骤S402中，控制单元13的微型控制器131控制触控点指向器14选择于当前检测周期的其中一个尚未被选择的电容式触控点151?15N，其中目前所选择的电容式触控点151?15N邻近于前一次选择的电容式触控点151?15N。在步骤S403中，可调充放电电流装置12输出该电容式触控点151?15N所相应记录的第二电流，以对所选择的电容式触控点151?15N进行充放电。在步骤S404，可调累加计时装置11的累加计时器111计时所选择的电容式触控点151?15N的充放电时间。
[0102]然后，在步骤S405中，控制单元13的微型控制器131计算目前选择的电容式触控点151?15N的充放电时间与先前选择的电容式触控点151?15N的充放电时间之间的差值。在步骤S406中，控制单元13的微型控制器131判断该差值是否>第一门限差值，其中以第一预设基准时间等于80为例，则第一门限差值可以是8，第二门限差值可以是80。若该差值>第一门限差值，则步骤S408会被执行。若该差值<第一门限差值，则步骤S407会被执行。
[0103]在步骤S407中，控制单元13的微型控制器131判断所选择的电容式触控点151?15N未被触碰，则步骤S410会被执行。在步骤S410中，控制单元13的微型控制器131判断于此检测周期是否还有未选择的电容式触控点151?15N。若还有未选择的电容式触控点151?15N，则步骤S402会重新被执行。若已无未选择的电容式触控点151?15N，则步骤S414会被执行。在步骤S414中，控制单元13的微型控制器131结束本次的检测周期，随即启动一新的检测周期，并且步骤S402会重新被执行。
[0104]在步骤S408中，控制单元13的微型控制器131判断该差值是否>第二门限差值，若是该差值>第二门限差值则步骤S411会被执行，不然则表示电容式触控点151?15N已经被触碰，而步骤S409将会被执行。在步骤S409中，控制单元13的微型控制器131判断所选择电容式触控点151?15N的触碰类型，并且执行相应预设的指令，随即步骤S410会被执行。
[0105]在步骤S411中，控制单元13的微型控制器131判断第二电流的调整次数是否>第二调整门限值，若是第二电流的调整次数 >第二调整门限值，即表示有严重干扰存在，则步骤S412会被执行。若是第二电流的调整次数未>第二调整门限值，则步骤S413会被执行。在步骤S413中，控制单元13的微型控制器131调整可调充放电电流装置12所要输出的第二电流，并更新第二电流的调整次数。在步骤S415中，可调充放电电流装置12输出调整后的第二电流，以对所选择的电容式触控点151?15N进行充放电，且步骤S404会重新被执行。
[0106]在步骤S412中，控制单元13的微型控制器131确认有严重干扰存在，随即结束检测模式，并且以另一个触控频率重新执行初始化模式，藉以排除严重干扰。
[0107]综合以上所述，本发明实施例提供的电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法，可以让内置电容有效的大幅缩小，甚至可被收纳设置在单一芯片内，进而可以避免传输线路等造成的干扰，更可以避免环境对电容式触控点的影响，且可以维持每一个电容式触控点的一致性。据此，电容式触控系统的检测准确度、灵敏度与一致性可以大幅地被提升，而不易受到环境或其他因素的影响。
[0108]虽然本发明已以示范实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种电容式触控系统，电性连结至少一电容式触控点，且借以执行初始化模式或检测模式，其特征在于，该电容式触控系统包括: 内置电容，基于模拟触控工具接触时的电容； 可调累加计时装置，基于触控频率与第一预设基准时间，使用第一电流对该内置电容进行充放电，并计时该内置电容的充放电时间； 可调充放电电流装置，基于该触控频率与第二预设基准时间，使用第二电流对该电容式触控点进行充放电，且该可调累加计时装置用以计时该电容式触控点的充放电时间，该第二预设基准时间相关且>该第一预设基准时间；以及 控制单元，用以设置该触控频率，并调整该可调累加计时装置的该第一电流与该可调充放电电流装置的该第二电流。
2.如权利要求1所述的电容式触控系统，其特征在于，其中于该初始化模式中: 该控制单元判断该内置电容的充放电时间若是等于该第一预设基准时间，则该控制单元记录该第一电流，且接着判断该电容式触控点的充放电时间若是 > 该第二预设基准时间，则该控制单 元记录该第二电流。
3.如权利要求2所述的电容式触控系统，其特征在于，其中于该初始化模式中: 若该内置电容的充放电时间不等于该第一预设基准时间，则该控制单元调整该可调累加计时装置的该第一电流，以尝试使该内置电容的充放电时间等于该第一预设基准时间； 若该电容式触控点的充放电时间 < 该第二预设基准时间，则该控制单元调整可调充放电电流装置的该第二电流，以尝试使该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间；以及 若该第一电流的调整次数达到第一调整门限值后，皆无法使得该内置电容的充放电时间等于该第一预设基准时间，或该第二电流的调整次数达到第二调整门限值后，皆无法使得该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间，则该控制单元调整该触控频率，并重新执行该初始化模式。
4.如权利要求1所述的电容式触控系统，其特征在于，其中于该检测模式中: 若该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间，则控制单元判断该电容式触控点未被触碰；以及 若该电容式触控点的充放电时间位于第一预设区间，则该控制单元判断该电容式触控点被触碰，并执行相应预设的指令，其中该第一预设区间的最大值 <该第二预设基准时间，且该第一预设区间的最小值等于该第二预设基准时间减去第一门限值。
5.如权利要求4所述的电容式触控系统，其特征在于，其中于该检测模式中: 若该电容式触控点的充放电时间 >一第二门限值且同时< 该第一预设区间的最小值，或该电容式触控点的充放电时间 < 一第三门限值，则该控制单元调整该可调充放电电流装置的该第二电流，以尝试使该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间，或位于该第一预设区间；以及 若该第二电流的调整次数达到该第二调整门限值后，皆无法使得该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间或位于该第一预设区间，或该电容式触控点的充放电时间落于第二预设区间，则该控制单元调整该触控频率，重新执行初始化模式，其中该第二预设区间的最大值 < 一第二门限值，其最小值 >该第三门限值。
6.如权利要求1所述的电容式触控系统，其中该电容式触控系统具有二个以上的电容式触控点，该些电容式触控点包括第一电容式触控点与相互邻近的第二电容式触控点，且该第一与第二电容式触控点为互容式感测单元；其特征在于，该检测模式中: 该控制单元将该第二电容式触控点的充放电时间减去该第一电容式触控点的充放电时间，以获得差值； 若该差值 < 第一门限差值，则该控制单元判断该第二电容式触控点未被触碰； 若该差值>该第一门限差值，且该差值 < 第二门限差值，则该控制单元判断该第二电容式触控点被触碰，并执行相应预设的指令； 若该差值>该第二门限差值，则该控制单元判断该第二电容式触控点有干扰，即调整该可调充放电电流装置的该第二电流，以尝试使该差值 <该第一门限差值，或使该差值>该第一门限差值且<该第二门限差值；以及 若该第二电流的调整次数达到第二调整门限值后，皆无法使该差值<该第一门限差值，或使该差值 > 该第一门限差值且 <该第二门限差值，则该控制单元调整该触控频率，重新执行初始化模式。
7.如权利要求1所述的电容式触控系统，其特征在于，其中该内置电容、该可调累加计时装置、该可调充放电电流装置、以及该控制单元集成在单一芯片内。
8.一种初始化方法，用于电容式触控系统，其特征在于，该初始化方法包括: 基于触控频率使用第 一电流对该电容式触控系统的内置电容进行充放电，并计时该内置电容的充放电时间； 若该内置电容的充放电时间不等于该第一预设基准时间，则调整该第一电流，以尝试使该内置电容的充放电时间等于该第一预设基准时间； 若该第一电流的调整次数达到第一调整门限值后，皆无法使得该内置电容的充放电时间等于该第一预设基准时间，则调整该触控频率，以尝试使该内置电容的充放电时间等于该第一预设基准时间； 若该内置电容的充放电时间等于该第一预设基准时间，则记录该第一电流，基于该触控频率使用第二电流对该电容式触控系统所电性连结的电容式触控点进行充放电，并计时该电容式触控点的充放电时间； 若该电容式触控点的充放电时间 > 第二预设基准时间，则记录该第二电流，其中该第二预设基准时间相关于该第一预设基准时间，且>该第一预设基准时间； 若该电容式触控点的充放电时间 < 该第二预设基准时间，则调整该第二电流，以尝试使该电容式触控点的充放电时间>该第二预设基准时间；以及 若该第二电流的调整次数达到第二调整门限值后，皆无法使得该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间，则调整该触控频率，重新执行初始化。
9.一种检测触控方法，用于电容式触控系统，其特征在于，该检测触控方法包括: 基于触控频率使用记录的第二电流对该电容式触控系统所电性连结的电容式触控点进行充放电，并计时该电容式触控点的充放电时间； 若该电容式触控点的充放电时间 > 第二预设基准时间，则判断该电容式触控点未被触碰，其中该第二预设基准时间相关于第一预设基准时间，且 > 该第一预设基准时间，该第一预设基准时间为该电容式触控系统基于该触控频率使用一第一电流对其一内置电容进行充放电的充放电时间； 若该电容式触控点的充放电时间位于第一预设区间，则判断该电容式触控点被触碰，并执行相应预设的指令，其中，该第一预设区间的最大值 < 该第二预设基准时间，且该第一预设区间的最小值等于该第二预设基准时间减去第一门限值； 若该电容式触控点的充放电时间落于第二预设区间之外，则调整该第二电流，以尝试使该电容式触控点的充放电时间 > 该第二预设基准时间，或落于该第一预设区间，其中该第二预设区间的最大值< 第二门限值，且该第二预设区间的最小值> 第三门限值；以及若该电容式触控点的充放电时间落于第二预设区间，或该第二电流的调整次数 > 第二调整门限值，则调整该触控频率，重新执行初始化。
10.一种检测触控方法，用于电容式触控系统，其特征在于，该检测触控方法包括:基于触控频率使用记录的第二电流对该电容式触控系统所电性连结的第一电容式触控点进行充放电，并计时该第一电容式触控点的充放电时间； 基于该触控频率使用记录的另一第二电流对该电容式触控系统所电性连结的第二电容式触控点进行充放电，并计时该第二电容式触控点的充放电时间，其中该第二电容式触控点邻近于该第一电容式触控点； 若该第二电容式触控点的充放电时间与该第一电容式触控点的充放电时间二者相减所得的差值 < 第一门限差值，则判断该第二电容式触控点未被触碰；以及 若该第二电容式触控点的充放电时间与该第一电容式触控点的充放电时间二者相减所得的该差值 >该第一门限差值，且 < 第二门限差值，则判断该第二电容式触控点被触碰，并执行相应预设的指令； 若该第二电容式触控点的充放电时间与该第一电容式触控点的充放电时间二者相减所得的该差值 >该第二门限差值，则调整该第二电流，以尝试使该差值 < 该第一门限差值，或使该差值> 该第一门限差值且< 该第二门限差值；以及 若该第二电流的调整次数 >第二调整门限值，则调整触控频率，重新执行初始化。
【文档编号】G06F3/044GK104049818SQ201310090440
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】袁中平, 黄正宏, 陈宏宾 申请人:十速兴业科技（深圳）有限公司, 十速科技股份有限公司