专利名称：电容式触控面板的杂讯滤除方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明关于触控面板的技术领域，尤指一种电容式触控的杂讯滤除方法及系统。
背景技术：
触控面板的技术原理是当手指或其他介质接触到荧幕时，依据不同感应方式，侦测电压、电流、声波或红外线等，进而测出触压点的坐标位置。例如电阻式触控面板即为利用上、下电极间的电位差，用以计算施压点位置检测出触控点所在。电容式触控面板是利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从所产生的电流或电压来检测其坐标。依据电容触控技术原理而言，其可分为表面式电容触控感测(SurfaceCapacitive)及投射式电容触控感测(Projected Capacitive)这两种技 术。表面式电容感测技术架构虽构造简单，但不易实现多点触控以及较难克服电磁干扰(Electromagnetic Disturbance, EMI)及噪讯的问题,使得现今大多朝向投射电容式触控感测技术发展。投射式电容触控感测(Projected Capacitive)技术又可分为自感电容型(Selfcapacitance)及互感电容型(Mutual capacitance)。自感电容型是指触控物与导体线间产生电容耦合，并测量导体线的电容变化确定触碰发生，而互感电容型则是当触碰发生，会在邻近两层导体线间产生电容耦合现象。已知的自感电容(self capacitance)感测技术是感测每一条导体线对地电容，藉由对地电容值变化判断是否有物体靠近电容式触控面板，其中，自感电容或对地电容并非实体电容，其是每一条导体线的寄生及杂散电容。图I为已知自感电容(selfcapacitance)感测的示意图，其在第一时间周期,先由第一方向的驱动及感测器110驱动第一方向的导体线，用以对第一方向的导体线的自感电容充电。再在第二时间周期，驱动及感测器110侦测第一方向的导体线上的电压，进而获得m个资料。又于第三时间周期，由第二方向的驱动及感测器120驱动第二方向的导体线，用以对第二方向的导体线的自感电容充电。再于第四时间周期，驱动及感测器120侦测第二方向的导体线上的电压，进而获得η个资料。因此，总共可获得m+n个资料。图I中的已知自感电容(self capacitance)感测方法是在同一条导体线上同时连接有驱动电路及感测电路，先对导体线驱动后，再对同一导体线感测其讯号的变化量，以决定自感电容大小。它的好处是(I)资料量较少,触控面板的单一影像(image)只有m+n笔资料,节省硬体成本；(2) 一个影像未处理资料(image raw data)取得快速,故感测触碰点所需的时间较小。因为所有第一方向导体线可同时感测(当然也可逐一感测)，然后再同时对第二方向所有的导体线进行驱动及感测，两次的不同方向导体线感测动作就可以做完一个图框，故资料量较少，同时在执行将感测讯号由模拟讯号转为数字讯号所需的时间亦少很多；以及(3)由于资料处理的量较少，所以具有较低的功率消耗。
但自感电容(self capacitance)感测方法相对应的缺点则为(I)当触控面板上有浮接导体(如水滴，油溃等等)时，容易造成触碰点误判；以及(2)当触控面板上同时有多点触控时，会有鬼影的现象，导致自感电容(selfcapacitance)感测方法难以支援多点触控的应用。另一电容式触控面板驱动的方法系感测互感应电容(mutual capacitance,Cm)的大小变化，以判断是否有物体靠近触控面板，同样地，互感应电容(Cm)并非实体电容，其是第一方向的导体线230与第二方向的导体线240之间互感应电容(Cm)。图2为已知互感应电容(Cm)感测的示意图，如图2所示，驱动器210配置于第一方向(Y)上，感测器220配置于第二方向(X)上。触控面板上与驱动器210相连接的第一方向的导体线230又称为驱动线路(drivingline),而与感测器220相连接的第二方向的导体线240又称为感测线路(sensing line)。 在第一时间周期Tl前半周期时，由驱动器210对第一方向的导体线230驱动，其使用电压Vy_l对互感应电容(Cm) 250充电，于第一时间周期Tl后半周期时，所有感测器220感测所有第二方向的导体线240上的电压(Vo_l，Vo_2，. . .，Vo_n)，用以获得η个资料，经过m个驱动周期后，即可获得mXn个资料。互感应电容(Cm)感测方法的优点为(I)浮接导体和接地导体的讯号不同方向，故可以很轻易的判断是否为人体触碰；以及(2)由于有每一个点的真实座标，多点同时触摸时，可以分辨出每一个点真实的位置，互感应电容(Cm)感测方法较容易支援多点触控的应用。其缺点则为(I)单一影像未处理资料(image raw data)资料量为nxm,其远大于自感电容(self capacitance)感测方法的资料量；(2)必须选一个方向，逐一扫描,例如当第一方向(Y)上有20条导体线时,贝丨J需要做20次感测的动作，才能得到一个完整影像未处理资料(imageraw data)。同时因为资料量大，在执行将感测讯号由模拟讯号转为数字讯号所需的时间则增加许多；以及(3)由于资料量大很多，资料处理的功率消耗也会随之上升。不论是自感电容(self capacitance)感测方法或是互感应电容(mutualcapacitance, Cm)感测方法,其进行触碰感测时，所获得的触碰资料容易受到杂讯的影响，而使电容式触控面板的触碰位置的判断容易造成误差，进而影响电容式触控面板的的感测解析度。为解决杂讯问题，已知技术美国专利第US 7，643，011号公告中，先以互电容(Mutual capacitance)方式输出三组不同驱动频率(driving-frequency)的激励波形(stimulus wave),并感应获得得到三组触碰影像(touch image),再由三组触碰影像(touch image)中找出杂讯最少的触碰影像,并以与其对应的驱动频率当作工作频率,用以撷取触碰影像，进而计算触碰坐标。然而,互感应电容(mutual capacitance,Cm)感测方法在实际应用时，当触控面板有被触摸时，触摸位置上所涵盖感测线路(sensing line)的讯号除了会变化之外，亦会被人体的杂讯影响，进而导致没有被手指触摸的位置也可能会误判为有手指触摸。图3为一已知触控面板上杂讯的示意图。当手指触摸触控面板A处时，会产生触摸的杂讯，并且影响触摸位置所涵盖的感测线路(sensing line)讯号。亦即，在时间周期Tx时，由驱动器210对驱动线路(driving line)驱动，其使用电压Vy_l对互感应电容(Cm) 250充电，此时，感测器220感测到的电压包含有因手指触摸触控面板A处时所产生的电压及因手指触摸触控面板A处时所产生的杂讯的电压。此时，感测器220感测到的电压由于包含因手指触摸触控面板A处时所产生的电压，因此对杂讯具有一定的抵抗能力。而当时间周期Ty时，感测器220感测到的电压包含有因手指触摸触控面板A处时所产生杂讯的电压。此时，感测器220感测到的电压由于没有包含因手指触摸触控面板B处时所产生的电压，因此在B处所获得的触碰资料容易受到杂讯的影响，而使电容式 触控面板的触碰位置容易造成误差，进而影响电容式触控面板的感测解析度，亦即，手指触碰所引起的杂讯容易沿着感测线路(sensing line)方向分布扩散。因此，已知电容式触控面板的杂讯滤除技术仍有改善的空间。
发明内容
本发明的目的主要是在提供一种电容式触控的杂讯滤除方法及系统，以解决手指触碰杂讯造成感测线路(sensing line)方向分布扩散的问题，以滤除杂讯及提升电容式触控面板的感测解析度。依据本发明的一特色，本发明提出一种电容式触控面板的杂讯滤除系统，其用于一电容式触控面板，该电容式触控面板具有依据一第一方向排列的M条第一导体线及依据一第二方向排列的N条第二导体线，其中，M及N分别为大于I的整数，该杂讯滤除系统包含一驱动装置，具有多个驱动器，用以产生触控感测时的触控驱动讯号；一感测装置，具有多个感测器，依据该触控驱动讯号，用以感应是否有一外部物件接近，并产生触控感测讯号；一第一切换器，连接至该驱动装置、该感测装置及该电容式触控面板，用以将该驱动装置的多个驱动器、该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板；一第二切换器，连接至该驱动装置、该感测装置及该电容式触控面板，用以将该驱动装置的多个驱动器、该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板；以及一控制器，连接至该驱动装置、该感测装置、该第一切换器及该第二切换器，用以设定该第一切换器进行一第一方向驱动及第二方向感测以及设定该第二切换器进行一第二方向驱动及第一方向感测。依据本发明的另一特色，本发明提出一种电容式触控面板的杂讯滤除方法，其用于一电容式触控面板，该电容式触控面板具有依据一第一方向排列的M条第一导体线及依据一第二方向排列的N条第二导体线，其中，M及N分别为大于I的整数，该杂讯滤除方法包含(A)撷取该电容式触控面板的一初始化感测影像资料；(B)在第一时间间隔中，一控制器设定一第一切换器、一第二切换器，以进行一第一方向驱动及第二方向感测，而获得一第一感测影像资料；(C)在第二时间间隔中，该控制器设定该第一切换器、该第二切换器，以进行一第二方向驱动及第一方向感测，而获得一第二感测影像资料；以及(D)该控制器依据该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料，以及该第二感测影像资料，以决定该电容式触控面板的感测影像资料。针对已知互感应电容(Cm)感测方法被触摸时感测线路(sensing line)受杂讯的影响，本发明提供的实施例以不改变触控面板的结构为前提，利用交换驱动装置与感测装置的运作方式，来达到滤除杂讯及提升电容式触控面板的感测解析度。
图I为已知自感电容感测的示意图；图2是已知互感应电容感测的示意图；图3是一已知触控面板上杂讯的示意图；图4是本发明电容式多点触控是统的方块图；图5是本发明电容式多点触控是统运作的另一示意图；图6是本发明在第二时间间隔运作的示意图； 图7是本发明在第二时间间隔运作时的杂讯的示意图；图8是本发明该控制器决定电容式触控面板的感测影像资料的示意图；图9是本发明电容式触控面板的杂讯滤除方法的流程图。
具体实施例方式本发明的电容式触控面板的杂讯滤除系统用于一电容式触控面板。图4为该电容式触控面板的杂讯滤除系统400的方块图，该电容式触控面板的杂讯滤除系统400包含一电容式触控面板410、一驱动装置420、一感测装置430、一第一切换器440、一第二切换器450及一控制器460。该电容式触控面板410具有M条第一导体线411及N条第二导体线413，M及N分别为大于I的整数，该M条第一导体线411依据一第一方向(Y)排列，N条第二导体线413依据一第二方向(X)排列，其中，该第一方向与第二方向垂直。该驱动装置420具有多个驱动器421，用以产生触控感测时的触控驱动讯号。该感测装置430具有多个感测器431，该多个感测器431依据该触控驱动讯号，用以感应是否有一外部物件接近，并产生触控感测讯号。该第一切换器440连接至该驱动装置420、该感测装置430及该电容式触控面板410，以将该驱动装置420的多个驱动器421、该感测装置430的多个感测器431电气连接至该电容式触控面板410。该第二切换器450连接至该驱动装置420、该感测装置430及该电容式触控面板410，以将该驱动装置420的多个驱动器421、该感测装置430的多个感测器431电气连接至该电容式触控面板410。该控制器460连接至该驱动装置420、该感测装置430、该第一切换器440及该第二切换器450，以控制该驱动装置420的多个驱动器421、该感测装置430的多个感测器431与该电容式触控面板410的电气连接。该控制器460设定该第一切换器440与该第二切换器450,用以分别进行一第一方向驱动及第二方向感测，以及一第二方向驱动及第一方向感测。所谓第一方向驱动及第二方向感测，可参见图3，该驱动装置420的多个驱动器421沿着第一方向(Y)依序输出驱动讯号，以及该感测装置430的多个感测器431亦可沿着第二方向(X)同时接收感应讯号。该感测装置430的多个感测器431可沿着第二方向(X)依序接收感应讯号。如图4所示，在第一时间间隔时，该控制器460设定该第一切换器440，用以让该驱动装置420的多个驱动器421电气连接至该电容式触控面板410的M条第一导体线411，设定该第二切换器450，用以让该感测装置430的多个感测器431电气连接至该电容式触控面板410的N条第二导体线413，进而进行该第一方向驱动及第二方向感测。 图5为该电容式多点触控系统400运作的另一示意图，在第二时间间隔时，该控制器460设定该第一切换器440，用以让该驱动装置420的多个驱动器421电气连接至该电容式触控面板410的N条第二导体线413，设定该第二切换器450，用以让该感测装置430的多个感测器431电气连接至该电容式触控面板410的M条第一导体线411，进而进行该第二方向驱动及第一方向感测。本发明先使用如图4所示的该第一方向驱动及第二方向感测，藉此可以获得该第 一时间间隔的一第一感测影像资料。此时在第二时间间隔时，本发明利用该第一切换器440及该第二切换器450，用以交换该驱动装置420与该感测装置430的位置，如图5所示，其与图4主要差别在于图4的感测电路切换成驱动电路，而驱动电路切换成感测电路。亦即，图4中连接至该电容式触控面板410的M条第一导体线411的驱动装置420，在图5中则连接至该电容式触控面板410的N条第二导体线413。图4中连接至该电容式触控面板410的N条第二导体线413的该感测装置430，在图5中则连接至该电容式触控面板410的M条第一导体线411。图6为本发明在第二时间间隔运作的示意图。其运作方式一样是由驱动装置420产生特定的驱动讯号，驱动讯号经由该电容式触控面板410的线路进入触控面板，该感测装置430接收感测讯号及变化量。当手指触摸在触控面板上时，该感测装置430可接收到感测讯号变化。图7为本发明在第二时间间隔运作时的杂讯的示意图，其与图3的差别在于图3中被人体杂讯影响系沿着Y方向，而图7中被人体杂讯影响是沿着X方向，以及获得该第二时间间隔的一第二感测影像资料。所谓第二方向驱动及第一方向感测，可参见图7，该驱动装置420的多个驱动器421沿着第二方向(X)依序输出驱动讯号，以及该感测装置430的多个感测器431亦可沿着第一方向(Y)同时接收感应讯号。该感测装置430的多个感测器431可沿着第一方向(Y)依序接收感应讯号。由图3与图7所示，可看出触摸产生的杂讯影像范围不同，所以由比较该第一感测影像资料与该第二感测影像资料，进而可以判断真实的触摸位置。该控制器460具有一暂存单元461，该暂存单元461具有一第一储存区块465、一第二储存区块466及一第三储存区块467。该第一储存区块465存有该电容式触控面板初始化时的一初始化感测影像资料，该第二储存区块466存有该第一时间间隔的该第一感测影像资料，该第三储存区块467存有该第二时间间隔的该第二感测影像资料。其中，该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料及该第二感测影像资料皆为MXN个资料。该控制器460将第二时间间隔时进行该第二方向驱动及第一方向感测所获得资料用以执行转置(transpose)运算，进而获得该第二感测影像资料。
该控制器460依据该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料及该第二感测影像资料，用以决定该电容式触控面板410的感测影像资料。当该第一感测影像资料的一资料与该初始化感测影像资料的对应处一资料的差值的绝对值小于或等于该第二感测影像资料的对应处一资料与该初始化感测影像资料的该资料的差值的绝对值时，该控制器设定该电容式触控面板对应处的感测影像资料为该第一感测影像资料的该资料，当该第一感测影像资料的该资料与该初始化感测影像资料的对应处该资料的差值的绝对值大于该第二感测影像资料的对应处该资料与该初始化感测影像资料的该资料的差值的绝对值时，该控制器设定该电容式触控面板对应处的感测影像资料为该第二感测影像资料的该资料。亦即，该控制器460依据下列计算表达式，以决定该电容式触控面板410的感测影像资料
权利要求
1.一种用于电容式触控面板的杂讯滤除系统，该电容式触控面板具有依据一第一方向排列的M条第一导体线及依据一第二方向排列的N条第二导体线，其中，M及N分别为大于I的整数，该杂讯滤除系统包含 一驱动装置，具有多个驱动器，用以产生触控感测时的触控驱动讯号； 一感测装置，具有多个感测器，依据该触控驱动讯号，用以感应是否有一外部物件接近，并产生触控感测讯号； 一第一切换器，连接至该驱动装置、该感测装置及该电容式触控面板，用以将该驱动装置的多个驱动器、该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板； 一第二切换器，连接至该驱动装置、该感测装置及该电容式触控面板，用以将该驱动装置的多个驱动器、该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板；以及 一控制器，连接至该驱动装置、该感测装置、该第一切换器及该第二切换器，用以设定该第一切换器进行一第一方向驱动及第二方向感测以及设定该第二切换器进行一第二方向驱动及第一方向感测。
2.如权利要求I所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，于一第一时间间隔时，该控制器设定该第一切换器，用以让该驱动装置的多个驱动器电气连接至该电容式触控面板中的该M条第一导体线，以及设定该第二切换器，用以让该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板中的该N条第二导体线，进而进行该第一方向驱动及第二方向感测，并产生一第一感测影像资料。
3.如权利要求2所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，于一第二时间间隔时，该控制器设定该第一切换器，用以让该驱动装置的多个驱动器电气连接至该电容式触控面板中的该N条第二导体线，以及设定该第二切换器，用以让该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板中的该M条第一导体线，进而进行该第二方向驱动及第一方向感测，并产生一第二感测影像资料。
4.如权利要求I所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，该第一方向与第二方向垂直。
5.如权利要求3所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，该控制器具有一暂存单元，该暂存单元具有一第一储存区块、一第二储存区块，以及一第三储存区块。
6.如权利要求5所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，该第一储存区块存有该电容式触控面板初始化时的一初始化感测影像资料，该第二储存区块存有该第一感测影像资料，以及该第三储存区块存有该第二感测影像资料，其中，该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料，以及该第二感测影像资料皆为MXN个资料。
7.如权利要求3所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，该控制器用以将该第二时间间隔时进行该第二方向驱动及第一方向感测所获得资料执行转置运算，进而获得该第二感测影像资料。
8.如权利要求6所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，该控制器依据该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料及该第二感测影像资料，用以决定该电容式触控面板的感测影像资料。
9.如权利要求8所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，当该第一感测影像资料的一资料与该初始化感测影像资料的对应处一资料的差值的绝对值小于或等于该第二感测影像资料的对应处一资料与该初始化感测影像资料的该资料的差值的绝对值时，该控制器设定该电容式触控面板对应处的感测影像资料为该第一感测影像资料的该资料，以及，当该第一感测影像资料的该资料与该初始化感测影像资料的对应处该资料的差值的绝对值大于该第二感测影像资料的对应处该资料与该初始化感测影像资料的该资料的差值的绝对值时，该控制器设定该电容式触控面板对应处的感测影像资料为该第二感测影像资料的该资料。
10.如权利要求8所述的电容式触控面板的杂讯滤除系统，其中，该控制器依据下列计算表达式，以决定该电容式触控面板的感测影像资料
11.一种用于电容式触控面板的杂讯滤除方法，其用于一电容式触控面板，该电容式触控面板具有依据一第一方向排列的M条第一导体线及依据一第二方向排列的N条第二导体线，其中，M及N分别为大于I的整数，该杂讯滤除方法包含 (A)撷取该电容式触控面板的一初始化感测影像资料； (B)在第一时间间隔中，一控制器设定一第一切换器、一第二切换器，以进行一第一方向驱动及第二方向感测，而获得一第一感测影像资料； (C)在第二时间间隔中，该控制器设定该第一切换器、该第二切换器，以进行一第二方向驱动及第一方向感测，而获得一第二感测影像资料；以及 (D)该控制器依据该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料，以及该第二感测影像资料，以决定该电容式触控面板的感测影像资料。
12.如权利要求11所述的杂讯滤除方法，其中，在步骤(B)中，该控制器设定一第一切换器，通过该第一切换器让一驱动装置的多个驱动器电气连接至该电容式触控面板中的该M条第一导体线，以及设定一第二切换器，通过第二切换器以让一感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板中的该N条第二导体线，进而进行该第一方向驱动及第二方向感测。
13.如权利要求12所述的杂讯滤除方法，其中，在步骤(C)中，该控制器设定该第一切换器，通过该第一切换器让该驱动装置的多个驱动器电气连接至该电容式触控面板中的该N条第二导体线，以及设定该第二切换器，通过该第二切换器让该感测装置的多个感测器电气连接至该电容式触控面板中的该M条第一导体线，进而进行该第二方向驱动及第一方向感测。
14.如权利要求11所述的杂讯滤除方法，其中，该初始化感测影像资料、该第一感测影像资料以及该第二感测影像资料为MXN个资料。
15.如权利要求13所述的杂讯滤除方法，其中，当该第一感测影像资料的一资料与该初始化感测影像资料的对应处一资料的差值的绝对值小于或等于该第二感测影像资料的对应处一资料与该初始化感测影像资料的该资料的差值的绝对值时，该控制器设定该电容式触控面板对应处的感测影像资料为该第一感测影像资料的该资料，否则，该控制器设定该电容式触控面板对应处的感测影像资料为该第二感测影像资料的该资料。
16.如权利要求13所述的杂讯滤除方法，其中，该控制器依据下列计算表达式，以决定该电容式触控面板的感测影像资料
全文摘要
本发明提供一种电容式触控的杂讯滤除方法及系统，其中所述系统用于一电容式触控面板，其具有依据一第一方向排列的M条第一导体线及一第二方向排列的N条第二导体线。一控制器设定一第一切换器及一第二切换器，用以让一驱动装置的多个驱动器连接至该M条第一导体线、一感测装置的多个感测器连接至该N条第二导体线，用以进行第一方向驱动及第二方向感测，该控制器更设定该第一及第二切换器，以让该多个驱动器连接至该N条第二导体线，以及该多个感测器连接至该M条第一导体线，用以进行第二方向驱动及第一方向感测，进而解决手指触碰所引起是杂讯沿着感测线路方向分布扩散的问题。
文档编号G06F3/044GK102945110SQ201210499979
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者黄鑫茂, 龚至宏, 王信濠 申请人:旭曜科技股份有限公司