信號(hào)處理器、觸碰判斷裝置及觸碰判斷方法
【專利摘要】一種觸碰判斷裝置，適用于判斷設(shè)置于一個(gè)觸控板上的一個(gè)觸控按鍵是否被觸控，包括：一個(gè)判斷單元，每隔一段時(shí)間分析關(guān)于該按鍵的一個(gè)感測(cè)資料，當(dāng)目前時(shí)間的感測(cè)資料≧一個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰，當(dāng)目前時(shí)間的感測(cè)資料<該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰；及一個(gè)修正單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵未被觸碰，在該感測(cè)資料介于該觸碰門檻和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料；其中，該觸碰門檻>該修正門檻>該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
【專利說明】信號(hào)處理器、觸碰判斷裝置及觸碰判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種判斷方法及裝置，特別是涉及一種觸控應(yīng)用的信號(hào)處理器、觸碰判斷裝置及觸碰判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式觸控應(yīng)用的電路板中，感應(yīng)器能對(duì)觸控按鍵的感應(yīng)電容進(jìn)行充放電而得到正比于感應(yīng)電容的一個(gè)感測(cè)資料。一般來說，感應(yīng)電容的影響因素包括觸控按鍵受到的外力，也包括整體電路板對(duì)觸控按鍵產(chǎn)生的寄生電容效應(yīng)，甚者還包括裝設(shè)有觸控按鍵的電路板所處的環(huán)境。其中，環(huán)境因素例如:使電路板置于鐵桌上，使電路板放在電源供應(yīng)器或其他會(huì)發(fā)出雜訊的儀器旁。
[0003]參閱圖1，在沒有環(huán)境干擾的情況下，感應(yīng)電容的感測(cè)資料在無外力介入時(shí)會(huì)保持一個(gè)穩(wěn)態(tài)值，且在外力介入期間(如時(shí)間t=l?3)躍升高出門檻，所以現(xiàn)有技術(shù)可輕易判斷觸控按鍵受觸碰與否。
[0004]參閱圖2，倘若觸控按鍵在時(shí)間t=l?10時(shí)受到環(huán)境干擾，會(huì)促使感應(yīng)電容的感測(cè)資料上升。為了避免環(huán)境干擾影響觸控判斷結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)會(huì)在O S感測(cè)資料S門檻時(shí)修正感測(cè)資料，使趨近于穩(wěn)態(tài)值。例如，圖2的感測(cè)資料在時(shí)間t=l?7持續(xù)被修正，且在t=7后回到穩(wěn)態(tài)值。
[0005]不過，感測(cè)資料修正期間，如果觸控按鍵受外力觸碰，有效感應(yīng)電容的變化可能讓感測(cè)資料無法超出門榲，造成觸控判斷錯(cuò)誤，如圖3的時(shí)間t=5?6。因此，如何調(diào)整感測(cè)資料修正方式，維持觸控判斷準(zhǔn)確度，是目前一大課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種信號(hào)處理器、觸碰判斷裝置及觸碰判斷方法，即使存在環(huán)境干擾，也能準(zhǔn)確判斷按鍵受觸碰與否。
[0007]本發(fā)明觸碰判斷方法，適用于判斷設(shè)置于一個(gè)觸控板上的一個(gè)按鍵是否被觸控，包含以下步驟:(A)每隔一段時(shí)間分析關(guān)于該按鍵的一個(gè)感測(cè)資料；(B)當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料3 —個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰；及(C)當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料〈該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰，且在該感測(cè)資料介于該觸碰門檻和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料；其中，該觸碰門檻 > 該修正門檻 > 該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
[0008]步驟(C)是根據(jù)下式而使用目前時(shí)間的該感測(cè)資料和該穩(wěn)態(tài)值來進(jìn)行修正；修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值；其中，一個(gè)第一參數(shù)A和一個(gè)第二參數(shù)B皆相關(guān)于該按鍵材質(zhì)。
[0009]本發(fā)明觸碰判斷裝置，適用于判斷設(shè)置于一個(gè)觸控板上的一個(gè)觸控按鍵是否被觸控，包括:一個(gè)判斷單元，每隔一段時(shí)間分析關(guān)于該按鍵的一個(gè)感測(cè)資料，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料3—個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料〈該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰；及一個(gè)修正單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵未被觸碰，在該感測(cè)資料介于該觸碰門檻和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料；其中，該觸碰門檻 > 該修正門檻 > 該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
[0010]該修正單元是根據(jù)下式而使用目前時(shí)間的該感測(cè)資料和該穩(wěn)態(tài)值來進(jìn)行修正；修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值；其中，一個(gè)第一參數(shù)A和一個(gè)第二參數(shù)B皆相關(guān)于該按鍵材質(zhì)。
[0011]本發(fā)明信號(hào)處理器，適用于耦接一個(gè)設(shè)置有一個(gè)按鍵的觸控板，包含:一個(gè)傳輸接口，用于接收該觸控板傳來的一個(gè)感測(cè)資料，其中該感測(cè)資料相關(guān)于該按鍵的一個(gè)感應(yīng)電容大??；一個(gè)判斷單元，每隔一段時(shí)間分析該感測(cè)資料，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料3—個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料〈該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰；及一個(gè)修正單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵未被觸碰，在該感測(cè)資料介于該觸碰門濫和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料；其中，該觸碰門檻 > 該修正門檻 > 該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
[0012]該修正單元是根據(jù)下式而使用目前時(shí)間的該感測(cè)資料和該穩(wěn)態(tài)值來進(jìn)行修正；修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值；其中，一個(gè)第一參數(shù)A和一個(gè)第二參數(shù)B皆相關(guān)于該按鍵材質(zhì)。
[0013]該傳輸接口是I2C(Inter-1ntegrated Circuit,集成電路間)接口。
[0014]該信號(hào)處理器還包含:一個(gè)輸出單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵被觸碰，該輸出單元發(fā)出匹配于該感測(cè)資料的光。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:修正單元僅在感測(cè)資料〈修正門檻時(shí)才進(jìn)行修正，所以即使存在環(huán)境干擾而使修正門檻s感測(cè)資料〈觸碰門檻，判斷單元仍可準(zhǔn)確判斷按鍵P觸碰情形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是一時(shí)序圖，說明沒有環(huán)境干擾時(shí)的感測(cè)資料變化；
[0017]圖2是一時(shí)序圖，說明有環(huán)境干擾時(shí)的感測(cè)資料變化；
[0018]圖3是一時(shí)序圖，說明有環(huán)境干擾時(shí)的感測(cè)資料變化；
[0019]圖4是一方塊圖，說明本較佳實(shí)施例的觸控系統(tǒng)；
[0020]圖5是一電路圖，說明充電轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方式；
[0021]圖6是一流程圖，說明觸碰判斷方法的第一較佳實(shí)施例；
[0022]圖7是一時(shí)序圖，說明沒有環(huán)境干擾時(shí)的感測(cè)資料變化；
[0023]圖8是一時(shí)序圖，說明有環(huán)境干擾時(shí)的感測(cè)資料變化；
[0024]圖9是一流程圖，說明觸碰判斷方法的第二較佳實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:[0026]參閱圖4，本發(fā)明觸碰判斷裝置22的較佳實(shí)施例適用于一個(gè)觸控系統(tǒng)100中，觸控系統(tǒng)100包含一個(gè)觸控板I和一個(gè)信號(hào)處理器2。觸控板I包括一個(gè)輸入單元11、一個(gè)感應(yīng)器12，以及一個(gè)傳輸接口 13。而信號(hào)處理器2包括一個(gè)傳輸接口 21、該觸碰判斷裝置22和一個(gè)輸出單兀23。
[0027]較佳地，輸入單元11具有一個(gè)按鍵P和一個(gè)感應(yīng)電容C，是以印刷電路板(printedcircuit board)的銅箔導(dǎo)體做為感測(cè)，可為實(shí)銅或網(wǎng)銅。但其他方式也可采用氧化銦錫(ITO)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電容感應(yīng)，如手機(jī)的多媒體按鍵，但不以上述為限。又，感應(yīng)電容C大小的影響因素包括整體觸控板I對(duì)按鍵P的寄生電容效應(yīng)、按鍵P受到的外力，以及觸控板I所處環(huán)境。因此，當(dāng)觸控板I上電而未有外力或環(huán)境干擾介入時(shí)，感應(yīng)電容C即存在非零值，所以感測(cè)資料初始值非零，下文稱此初始值為一個(gè)穩(wěn)態(tài)值。
[0028]整體來說，觸控板I中，感應(yīng)器12根據(jù)感應(yīng)電容C大小得到一個(gè)感測(cè)資料，然后通過傳輸接口 13傳送出去。信號(hào)處理器2通過傳輸接口 21接收感測(cè)資料，并通過觸碰判斷裝置22判斷感測(cè)資料以了解按鍵P受觸碰情形，且通過輸出單元23呈現(xiàn)判斷結(jié)果。
[0029]其中，感應(yīng)器12具有一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器(Charge Transfer) 14和一個(gè)計(jì)數(shù)器15。充電轉(zhuǎn)換器14實(shí)施方式可參考圖5，其使用電源信號(hào)VDD對(duì)感應(yīng)電容C進(jìn)行充放電，以輸出一個(gè)具有多個(gè)脈沖的比較信號(hào)。計(jì)數(shù)器15則使用一個(gè)具有多個(gè)脈沖的時(shí)脈信號(hào)來計(jì)數(shù)該比較信號(hào)的兩相鄰脈沖間隔，來當(dāng)作關(guān)于感應(yīng)電容C的感測(cè)資料，更明確地感測(cè)資料是指“比較信號(hào)的兩相鄰脈沖間隔”涵蓋“時(shí)脈信號(hào)的多少個(gè)脈沖”。
[0030]而輸出單元23的呈現(xiàn)方式，例如:若判斷出按鍵P被觸碰，做為輸出單元23的七段顯示器會(huì)發(fā)出匹配感測(cè)資料的光，又例如:若判斷出按鍵P被觸碰，做為輸出單元23的揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出嗶聲。
[0031]較特別的是，鑒于現(xiàn)有技術(shù)常因觸控板I所處環(huán)境造成錯(cuò)誤的觸碰判斷，觸碰判斷裝置22特別執(zhí)行本發(fā)明觸碰判斷方法的第一較佳實(shí)施例，以提升判斷準(zhǔn)確度。圖4的觸碰判斷裝置22具有一個(gè)判斷單元24和一個(gè)修正單元25，會(huì)每隔一段取樣時(shí)間分析感測(cè)資料，主要步驟內(nèi)容包括如圖6的以下流程。
[0032]步驟71:判斷單元24判斷目前取樣時(shí)間點(diǎn)的感測(cè)資料是否3修正門檻，其中修正門檻〉穩(wěn)態(tài)值。若是，繼續(xù)步驟72 ;若否，代表目前感測(cè)資料介于修正門檻和穩(wěn)態(tài)值間，所以判定按鍵P未被觸碰并跳到步驟73。
[0033]步驟72:判斷單元24判斷目前取樣時(shí)間點(diǎn)的感測(cè)資料是否3觸碰門檻，其中觸碰門檻 > 修正門檻。若是，判定按鍵P被觸碰并跳到步驟74，否則判定按鍵P未被觸碰且跳到步驟74。
[0034]步驟73:修正單元25使用穩(wěn)態(tài)值修正感測(cè)資料，使趨近于穩(wěn)態(tài)值。
[0035]步驟74:判斷單元24在距離前一取樣時(shí)間點(diǎn)已達(dá)一段取樣時(shí)間，使流程回到步驟71。
[0036]較佳地，本例的穩(wěn)態(tài)值=0，修正門檻=360，觸碰門檻=1600，但其他應(yīng)用不以此為限。實(shí)施上，當(dāng)按鍵P被實(shí)際觸碰，而使感測(cè)資料=Ds，那么觸碰門檻會(huì)設(shè)定=DsX0.8，且修正門檻會(huì)設(shè)定=DsXG,其中0.1〈增益G〈0.5。此外，修正單元25是根據(jù)目前感測(cè)資料和穩(wěn)態(tài)值來修正感測(cè)資料，即修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值，較佳地第一參數(shù)A=0.6且第二參數(shù)B=0.4，此兩個(gè)參數(shù)與按鍵P材質(zhì)(如實(shí)銅或網(wǎng)銅)相關(guān)。以上各參數(shù)的設(shè)置為較佳的實(shí)施例，但其他應(yīng)用應(yīng)不以此為限。
[0037]以下舉兩個(gè)范例進(jìn)行說明，其中穩(wěn)態(tài)值=0，修正門檻=360，觸碰門檻=1600。
[0038]參閱圖7，在沒有環(huán)境干擾的情況下，感測(cè)資料只有在外力按壓按鍵P(即時(shí)間t=l?3)時(shí)才呈現(xiàn)值=2000，其他時(shí)候保持值=0。因此，本實(shí)施例的觸碰判斷裝置22會(huì)判斷按鍵P在時(shí)間t=l?3被觸碰。
[0039]參閱圖8，在存有環(huán)境干擾的情況下，感測(cè)資料在時(shí)間t=l?8受環(huán)境干擾提升到1500，因?yàn)?500介于修正門檻和觸碰門檻間，所以感測(cè)資料沒有被修正。感測(cè)資料在時(shí)間t=5?6更因?yàn)橥饬Π磯喊存IP提高至2000，所以本實(shí)施例的觸碰判斷裝置22能正確地判斷按鍵P是否被觸碰。
[0040]又，觸碰判斷裝置22也能執(zhí)行本發(fā)明觸碰判斷方法的第二較佳實(shí)施例，達(dá)到提升判斷準(zhǔn)確度的目的，如圖9。
[0041]步驟81:判斷單元24判斷目前取樣時(shí)間點(diǎn)的感測(cè)資料是否3觸碰門檻。若是，判定按鍵P被觸碰且跳到步驟84。若否，判定按鍵P未被觸碰且繼續(xù)步驟82。
[0042]步驟82:判斷單元24判斷目前取樣時(shí)間點(diǎn)的感測(cè)資料是否3修正門檻。若是，流程跳到步驟84;若否，代表目前感測(cè)資料介于修正門檻和穩(wěn)態(tài)值間，繼續(xù)步驟83。
[0043]步驟83:修正單元25使用穩(wěn)態(tài)值修正感測(cè)資料，使趨近于穩(wěn)態(tài)值。
[0044]步驟84:判斷單元24在距離前一取樣時(shí)間點(diǎn)已達(dá)一段取樣時(shí)間，使流程回到步驟81。
[0045]特別說明的是，圖4的感應(yīng)器12和傳輸接口 13可整合于一個(gè)觸控芯片10中，且觸控板I的傳輸接口 13與信號(hào)處理器2的傳輸接口 21為飛利浦公司提出的I2C(Inter-1ntegrated Circuit,集成電路間)接口，但其他應(yīng)用不以此為限。
[0046]綜上所述,前述較佳實(shí)施例中，修正單元25僅在感測(cè)資料〈修正門濫時(shí)才進(jìn)行修正，所以即使存在環(huán)境干擾而使修正門檻=感測(cè)資料〈觸碰門檻，判斷單元24仍可準(zhǔn)確判斷按鍵P觸碰情形，不像現(xiàn)有技術(shù)容易因?yàn)橄滦薷袦y(cè)資料導(dǎo)致誤判，所以確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。
[0047]惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸碰判斷方法，適用于判斷設(shè)置于一個(gè)觸控板上的一個(gè)按鍵是否被觸控，其特征在于，包含以下步驟: (A)每隔一段時(shí)間分析關(guān)于該按鍵的一個(gè)感測(cè)資料； (B)當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料3—個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰；及 (C)當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料〈該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰，且在該感測(cè)資料介于該觸碰門檻和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料； 其中，該觸碰門檻 > 該修正門檻 > 該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
2.如權(quán)利要求1所述的觸碰判斷方法，其特征在于:步驟(C)是根據(jù)下式而使用目前時(shí)間的該感測(cè)資料和該穩(wěn)態(tài)值來進(jìn)行修正； 修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值； 其中，一個(gè)第一參數(shù)A和一個(gè)第二參數(shù)B皆相關(guān)于該按鍵材質(zhì)。
3.—種觸碰判斷裝置，適用于判斷設(shè)置于一個(gè)觸控板上的一個(gè)觸控按鍵是否被觸控，其特征在于，包括: 一個(gè)判斷單元，每隔一段時(shí)間分析關(guān)于該按鍵的一個(gè)感測(cè)資料，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料3—個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料〈該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰；及 一個(gè)修正單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵未被觸碰，在該感測(cè)資料介于該觸碰門濫和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料； 其中，該觸碰門檻 > 該修正門檻 > 該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
4.如權(quán)利要求3所述的觸碰判斷裝置，其特征在于:該修正單元是根據(jù)下式而使用目前時(shí)間的該感測(cè)資料和該穩(wěn)態(tài)值來進(jìn)行修正； 修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值； 其中，一個(gè)第一參數(shù)A和一個(gè)第二參數(shù)B皆相關(guān)于該按鍵材質(zhì)。
5.一種信號(hào)處理器，適用于耦接一個(gè)設(shè)置有一個(gè)按鍵的觸控板，其特征在于，包含: 一個(gè)傳輸接口，用于接收該觸控板傳來的一個(gè)感測(cè)資料，其中該感測(cè)資料相關(guān)于該按鍵的一個(gè)感應(yīng)電容大??； 一個(gè)判斷單元，每隔一段時(shí)間分析該感測(cè)資料，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料3 —個(gè)觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵被觸碰，當(dāng)目前時(shí)間的該感測(cè)資料〈該觸碰門檻時(shí)，判斷該按鍵未被觸碰；及 一個(gè)修正單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵未被觸碰，在該感測(cè)資料介于該觸碰門濫和一個(gè)修正門檻間時(shí)不修正該感測(cè)資料，在該感測(cè)資料介于該修正門檻和一個(gè)穩(wěn)態(tài)值間時(shí)修正該感測(cè)資料； 其中，該觸碰門檻 > 該修正門檻 > 該穩(wěn)態(tài)值，而該穩(wěn)態(tài)值是該按鍵在該觸控板剛上電且未被觸碰時(shí)的感測(cè)資料。
6.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理器，其特征在于:該修正單元是根據(jù)下式而使用目前時(shí)間的該感測(cè)資料和該穩(wěn)態(tài)值來進(jìn)行修正； 修正后感測(cè)資料=AX目前感測(cè)資料+BX穩(wěn)態(tài)值； 其中，一個(gè)第一參數(shù)A和一個(gè)第二參數(shù)B皆相關(guān)于該按鍵材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理器，其特征在于:該傳輸接口是集成電路間接口。
8.如權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理器，其特征在于，還包含: 一個(gè)輸出單元，當(dāng)該判斷單元判斷該按鍵被觸碰，該輸出單元發(fā)出匹配于該感測(cè)資料的光 。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK103631460SQ201210377972
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月21日
【發(fā)明者】司徒子歆, 謝政良, 邱昌盛, 范婕伶, 黃駿 申請(qǐng)人:迅杰科技股份有限公司