本发明关于一种触控装置，特别关于一种可根据不同物体接触面积确定每英寸点数(dpi)曲线的触控装置及其确定方法。
背景技术：
已知触控装置中，例如触控板通常具有触控面及处理单元。当使用者以手指在所述触控面上移动时，所述处理单元可计算所述手指相对于所述触控面的二维坐标位置并产生位移信号。接着所述处理单元以每英寸点数(dotsperinch,dpi)数值输出所述位移信号至主机并相对控制所述主机的光标的位移。
图1a显示为dpi曲线的示意图，其中，x轴表示物体(例如所述手指)的移动速度(单位：英寸/秒)，y轴表示所述物体所对应的光标dpi。dpi曲线表示光标的移动速度与每英寸点数的关系。当物体的移动速度较慢时，例如编辑图片，所述光标dpi也较小以至于所述物体所对应的光标可准确地在小区域中移动。而当所述移动速度较快时，例如玩电脑游戏，所述光标dpi则较大以至于所述物体不需移动太远的距离即可使所述光标进行远距离移动。因此，使用dpi曲线的输入装置可带来较佳的使用者体验。
然而，不同使用者(例如成人与小孩)的手指或甚至是相同使用者的不同手指会改变与所述触控面接触时的接触范围。因此，在所述触控板的区间内，特别是迷你的触控板，相对于小的物体的可移动距离，大的物体的可移动距离会明显变小。例如，请参照图1b，当具有较小接触范围的食指93在触控板91上由其左侧水平地移动至右侧，可得到最大移动距离x93'。当使用较大接触范围的拇指95在相同触控板(于此标示为91')上由其左侧水平地移动至右侧，可得到另一最大移动距离x95。显而易见的，由于所述食指93的接触范围比所述拇指95的接触范围小，其最大移动距离x93会大于x95。借此，对应所述触控板91和91'的显示屏幕81和81'上的光标c93和c95则分别移动距离x93'和x95'；其中，x93'>x95'。因此，较大物体的移动距离较短会造成光标移动也较短的问题。
有鉴于此，本发明提出一种借由计算不同物体的接触范围来确定不同dpi曲线的触控装置及其确定方法。
技术实现要素：
本发明的目的在提供一种可适性dpi曲线的确定方法及使用所述方法的触控装置，其可借由计算不同物体的接触范围来确定不同dpi曲线。
本发明另一目的在提供一种可适性dpi曲线的确定方法及使用所述方法的触控装置，其具有使不同物体所对应的光标的移动距离大致成一致的功效。
为达上述目的，本发明提供具有可适性每英寸点数(dpi)数值的触控装置。所述触控装置包含触控面、传感元件和处理单元。所述触控面用以供物体在所述触控面上操作。所述传感元件用以检测并输出所述物体接触所述触控面的检测帧。所述处理单元用以根据所述检测帧计算所述触控面上所述物体的接触面积或接触面积的变化量，并据此确定dpi数值。
本发明还提供一种具有可适性光标移动的单位曲线的触控装置。所述触控装置包含触控面、传感元件和处理单元。所述触控面用以供物体在所述触控面上操作。所述传感元件用以检测并输出所述物体接触所述触控面的检测帧。所述处理单元用以根据所述检测帧计算所述触控面上所述物体的接触面积或接触面积的变化量，并据此确定光标移动的单位曲线。
本发明还提供一种可适性dpi曲线的确定方法，包含下列步骤：以触控装置的传感元件检测接触触控面的物体并输出检测帧；以所述触控装置的处理单元根据所述检测帧计算所述触控面上所述物体的接触面积；以及以所述触控装置的所述处理单元根据所述接触面积确定dpi改变信号；以及以耦接所述触控装置的电子装置根据所述dpi改变信号选择dpi曲线。
一实施例中，可根据传感元件的多个检测单元的检测变化量与阈值的比较结果求得接触范围。
一实施例中，处理单元可计算检测帧每一行或每一列检测单元的检测强度的和以求得变化量曲线；接触范围可根据所述变化量曲线来计算。
本发明实施例的触控装置可借由计算触控面上物体的接触范围，以根据所述接触范围确定dpi曲线。此外，还可通过所述传感元件连续输出的检测帧计算所述物体的接触范围变化量，来增进确定dpi曲线的精确度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1a显示dpi曲线的示意图；
图1b显示不同手指操作在触控板及其所对应的光标移动在显示屏幕的示意图；
图2a显示本发明一实施例的具有可适性dpi曲线的触控装置的示意图；
图2b显示图2a的触控装置设至在键盘上的示意图；
图3显示本发明第一实施例的可适性dpi曲线的确定方法的流程图；
图4a显示本发明实施例的触控装置的传感元件的透视图；
图4b显示图4a的触控装置的电容变化量的曲线图；
图5a-5d显示多个dpi曲线的示意图；
图6显示本发明第二实施例的可适性dpi曲线的确定方法的流程图；
图7a显示本发明实施例的触控装置的传感元件的透视图；
图7b显示图7a的触控装置的电容变化量的曲线图。
附图标记说明
1触控装置
10触控面
12传感元件
14处理单元
2手指
81、81'显示屏幕
91、91'触控板
93、93'食指
95、95'拇指
c93、c93'、c95、c95'光标
dpi1-dpi10dpi曲线
f检测帧
g1-g25检测单元
k键盘
kb按键
l1-l5检测单元行
r、r1、r2接触范围
s11-s26步骤
w1、w2宽度
x93、x93'、x95、x95'距离。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此合先叙明。
图2a显示本发明一实施例的具有可适性dpi曲线的触控装置1的示意图。所述触控装置1包含触控面10、传感元件12和处理单元14。所述传感元件12电性连接至所述处理单元14。使用者可用物体2(在此绘示为手指)接触所述触控面10，所述处理单元14可根据所述传感元件12连续检测所述物体2所产生的检测帧f以计算所述物体2相对于所述触控面10的位置或位置变化。显示装置上的光标(未绘示)可根据所述位置或所述位置变化进行相对应的移动。可以了解的是，所述触控装置1与所述显示装置的间通常具有主机用以转换所述位置或所述位置变化为电信号。
所述触控装置1可设置在键盘k上，如图2b所示，其示例性地显示两种设置方法。所述键盘k具有多个按键(也即键帽)。一实施方式中，所述触控装置1可整合在所述按键其中的按键kb上，同时所述按键kb也保留按压功能。另一实施方式中，所述触控装置1可独立设置在所述键盘k上而不整合于任何按键内，例如相对方向键上方的区域。
本发明的所述触控装置1并不限于设置在所述键盘k上。一实施例中，所述触控装置1可与其他装置，例如指纹识别模组整合为多功能触控板。其他实施例中，所述触控装置1可设置在导航装置(例如简报器、遥控器或游戏手把)、手机或电脑系统上。
请继续参照图2a，所述触控面10用以供物体2在所述触控面10上操作。由于所述触控装置1对应至显示装置，所述触控面10可与所述显示装置具有相同形状，例如为矩形，但不限于此。所述触控面10可为适当物体的表面。
所述传感元件12用以检测并输出所述物体2接触所述触控面10的检测帧f。本实施例中，所述传感元件12设置在所述触控面10之下，如图2a所示，但不限于此。所述传感元件12和所述触控面10的相对位置可根据实际应用而定。
一实施例中，所述传感元件12可为电容式触控传感器，其中，所述电容式触控传感器具有多个检测单元。当所述物体2接触所述触控面10时，相对所述物体2下方和所述物体2周围的检测单元可相应地产生电容变化量，接着所述传感元件12可输出检测帧f。相似于电容式触控传感器，当使用电阻式或光学式触控传感器作为所述传感元件12时，所述传感元件12输出包含电压变化量或感光变化量的检测帧f。为简化说明，本发明实施例以电容式触控传感器作为所述传感元件12。
上述电容式、电阻式和光学式触控传感器的传感原理和构造已为已知，故于此不再赘述。必须说明的是，所述物体2的材质并无特定限制，视所述传感元件12的类别而定。例如，当所述传感元件12为电容式触控传感器时，所述物体2较佳为手指或电容触控笔。当所述传感元件12为光学式触控传感器，所述物体2较佳具有遮光特性。
所述处理单元14例如可为数位信号处理器(dsp)或其他可用以处理所述检测帧f的处理装置，以计算所述接触范围r。接着，所述处理单元14可根据所述接触范围r确定dpi曲线或dpi数值，其计算及确定方法如后详述。
必须说明的是，多个dpi曲线较佳在出厂前预存于所述触控装置1的记忆单元(未绘示)或所述处理单元14之中。因此，所述处理单元14可根据不同物体面积来确定所述多个dpi曲线其中之一以至于所述触控装置1具有可适性dpi曲线的特征。
图3显示本发明第一实施例的可适性dpi曲线的确定方法的流程图，包含下列步骤：以传感元件检测接触触控面的物体并输出检测帧(步骤s11)；以处理单元根据所述检测帧计算接触范围(步骤s12)；以及根据所述接触范围确定dpi曲线(步骤s13)。
必须说明的是，所述传感元件12具有多个检测单元，例如图4a示例地显示所述处理单元12的检测单元阵列排列为5×5检测单元阵列，其中，每一检测单元由左而右、由上至下依序标示为g1、g2…g25。可以了解的是，当所述触控装置1未检测到物体时，每一检测单元具有预设电容。而当所述物体2接触所述触控面10时，所述传感元件12中与所述物体2感应的检测单元会分别产生电容变化量。为简化说明，图4a每一检测单元的中直接标示其电容变化量。例如，所述检测单元g6显示其电容变化量为4；所述检测单元g25显示其电容变化量为0。必须说明的是，第4a图所示数值仅用以说明，并非用以限定本发明。
请同时参照图2a、3、4a、4b和5a，接着说明本实施例的实施方式。
步骤s11：首先，当所述物体2接触所述触控面10时，所述传感元件12中与所述物体2感应的检测单元会分别产生电容变化量。可以了解的是，根据感应电容的原理，越接近所述物体2的检测单元具有较大的电容变化量；反之，越远离所述物体2的检测单元则仅具有较小的电容变化量甚至不产生变化。所述传感元件12输出包含所述电容变化量的检测帧f至所述处理单元14。
步骤s12：在所述处理单元14接收所述传感元件12的检测帧f后，所述处理单元14可根据所述检测帧f计算接触范围r1，其中，所述接触范围r1可反映所述物体2的接触宽度、接触长度或接触面积。
第一实施方式中，所述处理单元14可把每一电容变化量与阈值比较。例如，设定所述阈值为10，所述传感元件12中25个检测单元有5个检测单元的电容变化量大于10(也即检测单元g7、g11-g13及g17)。因此，其比较结果(也即5)可用以计算所述接触范围r1。例如，所述接触范围r1可为5、25或5的倍数。
第二实施方式中，所述处理单元14可计算全部的所述电容变化量的加和或平均值。例如，所述传感元件12中每一所述检测单元的电容变化量的加和为208。因此，其计算结果(也即208)可直接表示所述接触范围r1或用以计算所述接触范围r1。
除此之外，所述处理单元14还可根据所述传感元件12的检测帧f每一行检测单元的检测强度的和(sumofintensities)或每一列检测单元强度的和以求得变化量曲线而据此计算所述接触范围r1。例如，请参照图4b，其显示为图4a中所述触控装置1的电容变化量曲线图，其中，x轴表示检测单元行的位置；y轴表示其电容变化量加和。假设定义电容变化量加和的阈值为100，图4b的所述电容变化量曲线超过所述阈值的部分形成宽度w1。因此，所述处理单元14可据此计算所述接触范围r1。例如，所述宽度w1可用以代表所述接触范围r1的接触宽度或接触面积。
步骤s13：最后，所述处理单元14则根据所述接触范围r1确定dpi曲线。例如，请参照图5a，其显示所述触控装置1的两组dpi曲线的示意图，其中，dpi曲线dpi1及dpi2分别关联于接触范围r1。例如，所述接触范围r1小于6时选择所述dpi曲线dpi1而所述接触范围r1大于等于6时选择所述dpi曲线dpi2；当以上述第一实施方式的方式计算所述接触范围r1为5时，所述处理单元14可判断所述接触范围r1满足所述dpi曲线dpi1的条件而确定使用所述dpi曲线dpi1。相同地，假设所述接触范围r1小于200时选择所述dpi曲线dpi1而所述接触范围r1大于等于200时选择所述dpi曲线dpi2；当以上述第二实施方式的方式计算所述接触范围r1为208时，所述处理单元14可判断所述接触范围r1满足所述dpi曲线dpi2的条件而确定使用所述dpi曲线dpi2。另一实施例中，所述dpi曲线dpi1可对应第一接触范围区间而所述dpi曲线dpi2可对应第二接触范围区间，而并非单纯与接触阈值比较。
换句话说，在所述触控装置1出厂前已预存所述处理单元14计算所述接触范围的方式以及确定dpi曲线的条件。例如，所述触控装置1内可预先储存有多组dpi曲线，在实际操作时所述处理单元14则可根据所求得的接触范围选择所述dpi曲线其中之一。因此，不论操作于所述触控装置1的所述物体2的大小如何改变，所述处理单元14皆可根据对应所述物体2的接触范围来确定最适合的dpi曲线。
图5a-5d显示多个dpi曲线的示意图，其中，图5a和5b分别具有两组dpi曲线；图5c和5d分别具有三组dpi曲线。所述dpi曲线可为直线、指数曲线或同调上升曲线，但不限于此。预存在所述触控装置1的dpi曲线的数量和类型可根据实际应用而定。
一般而言，当使用者通过物体在所述触控面10上操作时，随着所述物体的移动速度越快，所述触控装置1可用越高的光标dpi输出位移信息。例如，请参照图5c，dpi曲线dpi5和dpi曲线dpi6表示所述移动速度越快，所述光标dpi就越高。而dpi曲线dpi7表示所述光标dpi不会随着所述移动速度而改变。因此，所述dpi曲线的变化趋势可相关或独立于所述物体在所述触控面10上操作的移动速度。一实施例中，假设所述dpi曲线dpi5、dpi6和dpi7分别对应至拇指、食指和触控笔的操作，当使用所述拇指或所述食指操作在所述触控面10上时，所述触控装置1分别以所述dpi曲线dpi5或dpi6输出位移信息。可以了解的是，所述触控笔的接触范围远小于所述拇指或所述食指的接触范围，因此，使用所述触控笔于所述触控面10上操作时，可以固定的光标dpi(也即dpi7)输出位移信息；更详而言之，当dpi曲线与物体移动速度无关时，dpi曲线可为dpi数值。
图6显示本发明第二实施例的可适性dpi曲线的确定方法的流程图，包含下列步骤：在第一时间以传感元件检测接触触控面的第一物体并输出第一检测帧(步骤s21)；以处理单元根据所述第一检测帧计算第一接触范围(步骤s22)；根据所述第一接触范围确定初始dpi曲线(步骤s23)；在第二时间以所述传感元件检测接触所述触控面的第二物体并输出第二检测帧(步骤s24)；以所述处理单元根据所述第二检测帧计算第二接触范围(步骤s25)；以及根据所述第二接触范围相对所述第一接触范围的变化量确定dpi曲线(步骤s26)。
请同时参照图2a、4a、4b、6、7a和7b，假设图4a的状态为第一时间而图7a的状态为第二时间，接着说明本实施例的实施方式。
步骤s21：首先，第一物体在所述第一时间接触所述触控面10，所述传感元件12中多个检测单元相应地产生电容变化量，如图4a所示。接着，所述传感元件12根据电容变化量输出第一检测帧至所述处理单元14。
步骤s22：在所述处理单元14接收所述传感元件12的所述第一检测帧的后，所述处理单元14可根据所述第一检测帧计算第一接触范围(例如所述接触范围r1)。
步骤s23：与本发明第一实施例相同，所述处理单元14可根据所述第一接触范围确定初始dpi曲线。必须说明的是，步骤s23用以避免在步骤s26确定dpi曲线的前所述第一物体在所述触控面10上移动而所述触控装置1不能以适合的dpi曲线输出位移信息。可以了解的是，当所述触控装置1具有较高的采样频率时，可忽略所述第一时间与所述第二时间的时间差。也就是说，在所述第一物体开始移动的前已确定dpi曲线(也即完成步骤s26，则可以省略步骤s23)。另一实施例中，步骤s23可不实施而在步骤s21前触控装置1即以所述初始dpi曲线运作，步骤s24-s26则用以判断物体接触面积是否产生足够变化而选择改变dpi曲线。
步骤s24：接着，所述第二物体在所述第二时间接触所述触控面10，所述传感元件12中多个检测单元相应地产生电容变化量，如图7a所示，并据此输出第二检测帧至所述处理单元14。可以了解的是，所述第二物体和所述第一物体可为相同物体，例如食指。但对于所述传感元件12而言，不同时间所检测的物体可视为不同物体，即使所述检测物体实质上为相同的物体。
步骤s25：相同地，所述处理单元14可根据所述第二检测帧计算第二接触范围(例如所述接触范围r2)。
如前所述，可分别根据多个检测单元的检测变化量与阈值的比较结果求得所述第二接触范围和步骤s22的所述第一接触范围。或者，所述处理单元14分别计算所述第一和第二检测帧每一行(或每一列)检测单元的检测强度的和以求得变化量曲线；所述第一和第二接触范围即可分别根据所述变化量曲线来计算。所述第一和第二接触范围计算方法与本发明第一实施例相同，故于此不再赘述。
步骤s26：最后，所述处理单元14可根据所述第二接触范围相对所述第一接触范围的变化量确定dpi曲线，其中，所述变化量可为所述第二接触范围与所述第一接触范围的差值或以所述第二接触范围除以所述第一接触范围所得的结果(即商)。例如，所述变化量由图7a的所述接触范围r2减去图4a的所述接触范围r1而计算；或者，所述变化量由所述接触范围r2除以所述接触范围r1而计算，但不限于此。
本实施例与第一实施例的确定方法的不同在于，第一实施例中所述触控装置1根据所述物体2与所述触控面10的接触面积确定dpi曲线。第二实施例中所述触控装置1根据所述物体2与所述触控面10的接触面积变化确定dpi曲线。
上述各实施例皆以电容式触控传感器来说明所述传感元件12的运作方法以至于所述第一检测帧和所述第二检测帧包含所述传感元件12中多个检测单元的电容变化量。可以了解的是，当使用电阻式触控传感器作为所述传感元件12时，所述检测帧则包含所述传感元件12中多个检测单元的电压变化量；当使用光学式触控传感器作为所述传感元件12时，所述检测帧则包含所述传感元件12中多个检测单元的感光变化量。
必须说明的是，上述各实施例皆以dpi(dotsperinch)作为光标移动的单位，但不限于此。本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员可了解cpi(countperinch)也可作为所述光标移动的单位。
一实施例中，所述处理单元14仅确定dpi改变信号，而由所述触控装置1所耦接的电子装置根据所述dpi改变信号选择dpi值或dpi曲线。
如上所述，已知触控装置无法随着不同物体相应地改变其dpi曲线。因此，本发明提出一种借由计算不同物体的接触范围来确定不同dpi曲线的触控装置(图2a)和dpi曲线的确定方法(图3和图6)，其可据此解决不同物体造成其所对应的光标移动距离不一致的问题。
虽然本发明已通过前述实施例披露，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。