专利名称：触控感应装置的判读方法
技术领域：
本发明是指一种触控感应装置的判读方法，尤指一种电容式触控感应装置的判读方法。
背景技术：
一般的触控感应装置在系统设计上可分为电阻式及电容式两种，以常用的电容式触控感应装置来说，目前所使用的侦测方法有三种，兹略述如下(1)记录其中一个触控按键的电位后再与所有按键的充电电位相比较，微控制器最后会得知哪一个按键被按下首先微控制器会进入储存电位基准值阶段，系统会送出一连续脉波至触控板的等效电容，在电容的另一端会感应出一电荷能量，此电荷会经由积分器而储存于电容中，再借由放大器将电容的充电电位放大，最后经过模拟/数字转换电路而被转换成数字信号后存入存储器中；之后进入按键扫描阶段，其是将触控板上每一按键的模拟/数字输出信号与存储器中的信号进行比较，当低于存储器中的信号时代表该按键有被触碰到。
此方法的缺点在于如果电路板在制作过程中因板材的厚度与铜箔不同或是不均匀时，会导致每个按键的等效电容的电容值亦会不均匀，也比较容易产生比对上的误差。
(2)将所有按键的充电电位进行平均后所得的值与所有按键的充电电位相比较，微控制器最后得知哪一个按键被按下在进入储存电位基准值阶段先取所有按键的等效电容的电位值进行平均之后再将其存入存储器中，之后进入按键扫描阶段，将所有按键积分电容的电位值与基准电位值进行比较，当按键电位值低于基准电位值则表示有按键被按下。
(3)将所有按键的充电电位记录后再个别进行比较，如果比较结果低于原先记录的按键电位值，则微控制器就会得知哪一个按键被按下在储存电位基准值阶段下将所有按键的积分电容电位值都储存起来，当进入按键扫描阶段之后，将所扫描各个按键的积分电容电位值与该按键的基准积分电容电位值相比，若扫描按键模式电位低于基准积分电容电位值时表示有按键被按下。
上述的三种方法中，第一与第二种方法虽然所使用的存储器的空间非常低，但感应的范围与灵敏度会随触控按键的增加而变得非常差；这是因为触控板上按键的等效电容会随板材、板厚与铜薄厚度的均匀度的不同，而使得等效电容的均匀度受到严重影响，导致各按键的等效电容所充的电位有所差异，所以若与原先所记录的电位相比时常会产生误判的现象，也较容易受到外在因素的干扰。
第三种方法虽然可以非常有效地提高触控感应装置的感应范围与灵敏度，但如果使用在大量按键(例如上百个)时于存储器上所占用的空间就会明显地变多，在此同时若触控感应装置中的模拟/数字电路的位元越高，则其所占用的存储器空间则会更大，两相加乘使得整体装置的处理速度变慢、运算速度降低。
发明内容
本发明的主要目的是为了要提升电容式触控感应装置的侦测范围与灵敏度。
本发明的另一的目的为借由取得矩阵中X轴线中具有最低积分电容电位的方式来降低存储器的使用空间，提高微控制器的处理速度，并且大幅提升触控的感应范围以及灵敏度。
本发明的主要构想是储存电位基准值时，将每排X轴上所有的点进行比较，比较完后取最低的按键电位值后将其存入存储器中，在进入按键扫描阶段时，将X轴各排的按键电位与该排的电位基准值作比较，当电位值低于基准值则可判定有按键被按下。
根据本发明的主要构想，提出一种触控感应装置的判读方法，触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括一触控板(Pad)，且该触控板至少连接于m×n个等效电容，m为X轴方向上的等效电容数目，n为Y轴方向上的等效电容数目，该判读方法包括下列步骤(a)针对X轴方向上其中一列的m个该等效电容进行充电以得到m个数字信号；(b)比较该m个数字信号，并将其中最小者作为一电位基准值；(c)重复步骤(a)-(b)，以得到所有等效电容的n个该电位基准值；(d)触碰该触控板；(e)扫描该触控板，以得到相对于至少一列的m个该等效电容的至少一电位变动值；以及(f)比较该电位基准值与该电位变动值，以判读该触控板上该列中的哪一点被触碰。
根据本发明的主要构想，提出一种触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括m×n个按键，且每个该按键连接于一电容，m为X轴方向上的按键数目，n为Y轴方向上的按键数目，该判读方法包括下列步骤(a)针对X轴方向上其中一列的m个该电容进行充电以得到m个数字信号；(b)比较该m个数字信号，并将其中最小者作为一电位基准值；(c)重复步骤(a)-(b)，以得到所有电容的n个该电位基准值；(d)触碰该触控板；(e)扫描该触控板，以得到相对于至少一列的m个该电容的至少一电位变动值；以及(f)比较该电位基准值与该电位变动值，以判读该触控板上该列中的哪一点被触碰。
本发明借由下列图式及详细说明，可被获得更深入的了解
图1是本发明电容式触控感应装置的结构示意图；图2是本发明电容式触控感应装置的判读方法的示意图。
具体实施例方式
本发明所采用的原理为，首先必须存入各个X轴上其中某一按键的充电电位值当作电位基准值，此按键的积分电容电位值必须在同轴上为最低，以提供各按键的充电电位的比较，当有手触碰时按键上的电荷能量将会被手指吸引，而此时按键的充电电位必定低于原按键的电位基准值，此时微控制器就可以判断出按键中那一点按键被按下。
现以配合图1及图2的本发明实施方式的结构图及示意图来作说明请参阅图1，其为本发明电容式触控感应装置的结构示意图，如图所示，本发明触控感应装置可以由一触控板(Pad)(连接于m×n个等效电容)或是m×n个按键所构成其中，m为X轴方向上的电容或等效电容的数目，n为Y轴方向上的电容或等效电容的数目在微控制器控制系统动作的流程上大致可分为(1)储存电位基准值以及(2)按键扫描等两个阶段；(1)储存电位基准值阶段a.先由微控制器的输出端输出一第一连续脉波至其中一列的m个电容或等效电容上。
b.该第一脉波经由等效电容或是按键的电容后由另一端会感应出一第一能量，并存入积分器中。
c.将积分器所输出的一第一波形输入至运算放大器以进行信号放大。
d.运算放大器的输出在经由模拟/数字转换电路转换成一第一数字信号后，该值会被存入存储器中。
e.继续扫描直到该列(X轴)上所有按键的积分电容电位皆转换为该第一数字信号后，将其存入存储器中。
f.最后将同一列(X轴)上所有按键的数字信号进行比较，并电位最低的留下并存入存储器中。
g.将此值乘上一定的比例数(如95％或90％；此处乘上一定的比例数，是为了能够自由控制灵敏度的高低；比例数如果设定的越低，则触控的灵敏度会下降；若设定的太高，则可能会因为一点干扰即导致微控制器误判的情况出现，因此其可针对外部电器的机构来进行调整，以达到最佳触控范围)之后，再存入随机存取存储器中，作为电位基准值，以提供后续扫描各点之用，最后清除积分器上该按键的该第一能量。
h.将每一列(X轴)的电容的电位基准值皆存入存储器中之后(如图2所示般)，便可进入下一个按键扫描阶段，并等待使用者触碰按键或触控板。
(2)按键扫描阶段当使用者触碰按键或触控板之后，即进入按键扫描阶段，此阶段在扫描各按键后一样会经由积分器、运算放大器以及模拟/数字转换电路的处理程序，且动作一开始与储存电位基准值阶段的步骤a至步骤c相同；i.先由微控制器的输出端输出一第二连续脉波至该列的m个等效电容或电容上。
j.该第二脉波经由等效电容电容或是按键的电容后由另一端会感应出一第二能量，并存入积分器中。
k.将积分器所输出的一第二波形输入至运算放大器以进行信号放大。
l.运算放大器的输出在经由模拟/数字转换电路转换成一第二数字信号后，该第二数字信号即为该按键或触控板被使用者触碰之后的电位变动值。
m.将该电位变动值与存储器中的该电位基准值进行比较；当该电位变动值低于该电位基准值，表示有人触摸了该按键或触控板，微控制器即送出座标值，并继续扫描下一列(X轴)，反之，若该按键或触控板的该电位变动值大于或等于该电位基准值，表示该按键无人触碰，微控制器即不予理会，并继续扫描下一列(X轴)。
值得一提的是，实施本发明所使用的该存储器可为一随机存取存储器，而若系统发生断电或是重置开关启动时，微控制器则必须重新计算并储存电位基准值。
上述实施例中的微控制器虽然是以与存储器及积分器分开设置的方式达成本发明的目的，但在实际制作上亦可以将存储器及积分器整合至微控制器中以达成本发明的发明目的。
综上所述，本发明的触控感应装置的判读方法可以大幅度地增加电容式触控感应装置的感测范围与灵敏度，同时在触控按键的型式与数量上将可进行各种弹性的设计与各种变化，而不会因为外部元件的电性的不理想化或是触控板的等效电容的不均匀而受到影响。
权利要求
1.一种触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括一触控板，且该触控板至少连接于mxn个等效电容，m为X轴方向上的等效电容数目，n为Y轴方向上的等效电容数目，该判读方法包括下列步骤(a)针对X轴方向上其中一列的m个该等效电容进行充电以得到m个数字信号；(b)比较该m个数字信号，并将其中最小者作为一电位基准值；(c)重复步骤(a)-(b)，以得到所有等效电容的n个该电位基准值；(d)触碰该触控板；(e)扫描该触控板，以得到相对于至少一列的m个该等效电容的至少一电位变动值；以及(f)比较该电位基准值与该电位变动值，以判读该触控板上该列中的哪一点被触碰。
2.如权利要求1所述的判读方法，其特征在于该触控感应装置还包含一积分器以及一存储器，且步骤(a)还包括步骤如下(a1)提供一第一脉波至m个该等效电容使其感应出一第一能量；(a2)将该第一能量存入该积分器；(a3)将该积分器的一第一输出波形放大并转换成为该第一数字信号；以及(a4)将该第一数字信号存入该存储器，其中该存储器可为一随机存取存储器。
3.如权利要求1所述的判读方法，其特征在于步骤(b)是将最小的该第一数字信号乘以一比例数以成为该电位基准值，并将该电位基准值存入该存储器，其中该比例数可由使用者指定，以自由调整触控灵敏度的高低。
4.如权利要求1所述的判读方法，其特征在于步骤(b)还包括一步骤清除该积分器中的该第一能量。
5.如权利要求1所述的判读方法，其特征在于步骤(d)与(e)之间还包括步骤如下(d1)提供一第二脉波至m个该等效电容使其感应出一第二能量；(d2)将该第二能量存入该积分器；以及(d3)将该积分器的一第二输出波形放大并转换成为一第二数字信号，该第二数字信号即为该电位变动值。
6.如权利要求1-5之任一项所述的判读方法，其特征在于该触控感应装置皆包含一微控制器，用以控制各步骤；及/或该触控感应装置所包含该存储器及该积分器是整合于一微控制器中。
7.一种触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括一触控板，且该触控板至少连接于复数个等效电容，该判读方法包括下列步骤(a)针对每个该等效电容进行充电以得到至少一数字信号；(b)比较每个该数字信号，并将其中最小者作为一电位基准值；(c)触碰该触控板；(d)扫描该触控板，以得到每个该等效电容的至少一电位变动值；以及(e)比较该电位基准值与每个该电位变动值，以判读该触控板上的哪一点被触碰。
8.一种触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括mxn个按键，且每个该按键连接于一电容，m为X轴方向上的按键数目，n为Y轴方向上的按键数目，该判读方法包括下列步骤(a)针对X轴方向上其中一列的m个该电容进行充电以得到m个数字信号；(b)比较该m个数字信号，并将其中最小者作为一电位基准值；(c)重复步骤(a)-(b)，以得到所有电容的n个该电位基准值；(d)触碰该触控板；(e)扫描该触控板，以得到相对于至少一列的m个该电容的至少一电位变动值；以及(f)比较该电位基准值与该电位变动值，以判读该触控板上该列中的哪一点被触碰。
9.一种触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括至少一按键，且每个该按键连接于一电容，该判读方法包括下列步骤(a)针对每个该电容进行充电以得到至少一数字信号；(b)比较每个该数字信号，并将其特征在于最小者作为一电位基准值；(c)触碰该触控板；(d)扫描该触控板，以得到每个该电容的至少一电位变动值；以及(e)比较该电位基准值与每个该电位变动值，以判读该触控板上的哪一点被触碰。
10.如权利要求9所述的判读方法，其特征在于该触控感应装置还包含一积分器以及一存储器，且步骤(a)还包括步骤如下(a1)提供一第一脉波至每个该电容使其感应出一第一能量；(a2)将该第一能量存入该积分器；(a3)将该积分器的一第一输出波形放大并转换成为该第一数字信号；以及(a4)将该第一数字信号存入该存储器。
全文摘要
本发明是指一种触控感应装置的判读方法，其中该触控感应装置包括一触控板(Pad)，且该触控板至少连接于m×n个等效电容，m为X轴方向上的等效电容数目，n为Y轴方向上的等效电容数目，该判读方法包括下列步骤针对X轴方向上其中一列的m个该等效电容进行充电以得到m个数字信号；比较该m个数字信号，并将其中最小者作为一电位基准值；重复前二项步骤，以得到所有等效电容的n个该电位基准值；触碰该触控板；扫描该触控板，以得到相对于至少一列的m个该等效电容的至少一电位变动值；以及比较该电位基准值与该电位变动值，以判读该触控板上该列中的哪一点被触碰。
文档编号G06F3/041GK1797308SQ20041006039
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者林怡诚 申请人:盛群半导体股份有限公司