專利名稱：電容式觸控板的鬼影檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種電容式觸控板，特別是關(guān)于一種電容式觸控板的鬼影檢測方法。
背景技術(shù)：
在眾多觸控技術(shù)中，雙軸交錯(Axis Intersect ；AI)型陣列投影式電容 (Projected Capacitance)感測技術(shù)，由于具有透光度(Optical clarity)高、耐用、成本低 的特性，成為最受歡迎的技術(shù)，但其掃描方式在兩指或兩指以上的多指觸控時，會有可能產(chǎn) 生鬼影點(Ghost-Point)，因而無法分辨每只手指的正確位置。圖1為鬼影現(xiàn)象的示意圖，當使用者的兩根手指在電容式觸控板上的位置為左上 右下(A，D)或左下右上(C，B)時，在跡線Yl、Y2和跡線XI、X2上都造成電容變化，因此控 制電路檢測到的X方向電容值變化波形和Y方向電容值變化波形都是一樣的，因此控制電 路無法判斷出真正的手指接觸位置。在雙指輸入狀態(tài)下，發(fā)生鬼影現(xiàn)象時可能的坐標有兩組，如圖2所示。當鬼影現(xiàn)象 發(fā)生時，X方向的電容值在跡線Xl和x2處出現(xiàn)變化，而Y方向的電容值則在跡線yi和y2處 增加，排除掉具有相同X或Y坐標的排列組合后，可能的手指坐標有(xiyi，x2y2)和(Xly2， x2yi)兩組，其中一組為實際坐標，另一組則為鬼影坐標。在更多手指輸入時，鬼影坐標的數(shù) 量將迅速增加，例如圖3所示，在三指輸入時，可能的手指坐標有(xiyi，x2y2, x3y3) > (xlYl, x2y3，x3y2)、(叉山，x；^, x3y3)、(x^；,, x^)、(x^g, x2y2, x^)、(x^g, x；^, x3y2)六組,其 中五組為鬼影坐標。多指應用(Multi-touch)必然是未來觸控技術(shù)的發(fā)展趨勢之一，因此，希望提供 一種改善已知AI型陣列投影式電容感測技術(shù)中鬼影點問題的鬼影檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提出一種鬼影位置的檢測方法。根據(jù)本發(fā)明，一種鬼影位置的檢測方法在所述電容式觸控板上的第一位置及第二 位置出現(xiàn)鬼影現(xiàn)象，且所述第一位置及所述第二位置具有相同的第一方向坐標時(A)以第一信號驅(qū)動所述第一位置的第一方向跡線，并以所述第一信號同步的第 二信號驅(qū)動所述第一位置的第二方向跡線；(B)取得所述第一位置的第一或第二方向跡線電容值；(C)以所述第一信號驅(qū)動所述第二位置的第一方向跡線，并以所述第二信號驅(qū)動 所述第一位置的第二方向跡線；(D)取得所述第二位置的第一或第二方向跡線電容值；以及(E)根據(jù)所述第一位置的第一或第二方向跡線電容值以及所述第二位置的第一或 第二方向跡線電容值，判斷實際接觸位置。變化地，所述第一及第二信號互為同步同相或同步異相信號。
較佳者，對所述電容式觸控板上的跡線做交叉調(diào)校，以使各跡線獲得相同的基本 電容值。


圖1是鬼影現(xiàn)象的示意圖2是雙指觸控造成的鬼影現(xiàn)象的示意圖3是三指觸控造成的鬼影現(xiàn)象的示意圖4及圖5是本發(fā)明一實施例的示意圖6及圖7是本發(fā)明另一實施例的示意圖8是兩相交跡線上電容的示意圖9及圖10是檢測兩跡線間電容值一實施例的示意圖11是應用本發(fā)明一實施例的流程圖12是本發(fā)明提出的同相交錯驅(qū)動的示意圖13是同相交錯驅(qū)動造成的ADC讀值差異的示意圖14是本發(fā)明提出的交叉調(diào)校的示意圖15是不同粗細手指造成鬼影現(xiàn)象的示意圖16是應用本發(fā)明的電容式觸控板一實施例的示意圖；以及
圖17是檢測圖15的鬼影現(xiàn)象一實施例的流程圖。
附圖標號
12手指
14手指
16受測位置
200開始
201X方向跡線檢測
202Y方向跡線檢測
203鬼影發(fā)生？
204結(jié)束
205產(chǎn)生鬼影候選列表
206自所述鬼影候選列表中取一點
207所述點為鬼影候選列表的最后一點？
208輸出解答列表
209鬼影分析感測
210所述點為鬼影點
211自所述鬼影候選列表移除所述點
212將所述點加入解答列表
213自所述鬼影候選列表移除與所述點具相同X或Y坐標的候選點
30電容式觸控板
32感應器
34模擬多工器
4
36調(diào)變器38解調(diào)器40電壓處理電路501 一般調(diào)校502交叉調(diào)校503觸控板掃瞄504在第一和第二方向上的手指數(shù)目大于2 ？505判定為單指應用506找出出現(xiàn)電容變化的Y方向跡線Y1和Y2507找出X方向上具最大值的線跡Xmax508以信號Mux2驅(qū)動跡線Y1，并以信號Muxl檢測跡線X_max
509取得并儲存跡線Y1的ADC值A(chǔ)DC_Y1510以信號Mux2驅(qū)動跡線Y2并以信號Muxl檢測跡線X_max511取得并儲存跡線Y2的ADC值A(chǔ)DC_Y2512ADC_Y1 > ADC_Y2 ？513 手指實際位置在(Xmax，Y1)及(Xmin，Y2)514 手指實際位置在(Xmax，Y2)及(Xmin，Y1)515判定為多指應用
具體實施例方式圖4為本發(fā)明第一實施例的示意圖，手指12的坐標以xmyk表示，手指14的坐標 則以xnyi表示，手指12和手指14造成電容式觸控板上的電容變化值在位置
以及xnyk都出現(xiàn)峰值，產(chǎn)生鬼影現(xiàn)象，控制電路端無法分辨手指12是位于Xmyi還是Xmyk，亦 無法判斷手指14是位于xnyi還是xnyk，此時出現(xiàn)兩組鬼影候選坐標(Xmyi，xnyk)和(xmyk， xnyi)，位置xfflyi, Xmyk、xnYl以及xnyk為鬼影候選位置。本發(fā)明提出一種鬼影檢測方法，在出 現(xiàn)鬼影現(xiàn)象時，逐一對每個出現(xiàn)峰值的位置，即各鬼影候選位置上的X和Y方向跡線同時充 電并進行電容值檢測。當對受測位置16(Xmyk)進行檢測時，開關(guān)SI和S3關(guān)上，控制器(圖 中未示)同時對跡線xm和yk充電，取得跡線1和九的電容值。跡線xm上的電容值Cx為 Cxffl+Cxfflyi+dCxffl+Cxfflyk, (1(^表示跡線xm因手指12接近產(chǎn)生的電容變化，Cxm表示其他接地 跡線與接地和跡線xm間的電容值總合，Cxfflyi表示跡線Xm與跡線yi間的電容值，Cxfflyk表示 跡線xm與跡線yk間的電容值，其中，因為跡線xm和跡線yk等電位，CXmyk的測量值為零。由 于受測位置16是手指12實際接觸的位置，從跡線Xm上測量出的電容值總合Cx等于實際位 置電容值Crx = CxjCxA+dCi。從跡線yk測得的Y方向跡線電容值Cy亦由于手指12的 實際接觸位置在xmyk，其測量出的電容值為實際位置電容值Cry = Cyk+Cxnyk+dCyk。圖5繪示當手指12實際接觸位置在xji，受測位置16為鬼影位置時的示意圖，控 制器一樣同時對跡線xm和跡線yk充電，跡線1和yk等電位，因此Cxmyk的測量值為零，但位 在x^i的手指12使得跡線yi和跡線Xm間產(chǎn)生電容變化dCXmyi，dCXmyi為負值，此時跡線xm 上的電容值總合Cx等于鬼影位置電容值Cgx = CXm+CX^+dCXmyi+dCXm。從跡線yk測得的Y 方向電容值Cy因為手指14位在xnyk，在跡線xn和yk之間造成負的電容變化dCxnyk，因此測得的電容值Cy為鬼影位置電容值Cgy = Cyk+Cxnyi+dCxnyk+dCyko將圖4及圖5獲得的X方向電容值和Y方向電容值互相比較，由于dCxji為負值， 實際位置測得的X方向電容值Crx = CXm+Cxji+dCi大于鬼影位置測得的X方向電容值為 Cgx = Cxffl+Cxfflyi+dCxfflyi+dCxffl,相同地，因為dCxnyk為負值，實際位置測得的Y方向電容值Cry =Cyk+Cxnyk+dCyk亦大于鬼影位置測得的Y方向電容值Cgy = Cyk+Cxnyk+dCxnyk+dCyko簡言 之，在完成所述對XY跡線同時充電并取得X及Y方向電容值后，將二點所得的電容值相比 較，即可分辨何者為實際接觸位置。圖6及圖7是本發(fā)明的鬼影檢測方法的另一實施例，將受測位置的X方向跡線和Y 方向跡線連接，以直接取得受測位置的X方向跡線電容值和Y方向跡線電容值的總合。如圖 6所示，當受測位置16為手指12實際位置時，測得的電容值Cxy為實際位置電容值Crxy = CXm+Cyk+Cx^+Cxjk+dCxjdCyk，參照圖7，當受測位置16不是手指實際位置時，測得的電容 值 Cxy 為鬼影位置電容值 Cgxy = CXm+Cyk+CXmyi+Cxjk+dCXm+dCyk+dCxji+dCxjk，其中 dCxmyi 及dCxnyk為負值。兩指觸控造成的鬼影現(xiàn)象雖共有四個鬼影候選位置，但因為定出第一個 實際位置后，與所述實際位置具有相同X或Y坐標的鬼影候選位置便不可能是第二個實際 位置，因此在檢測兩指觸控造成的鬼影現(xiàn)象時，僅需對兩個具相同X或Y坐標的鬼影候選位 置做一次比較，即可獲知實際位置的坐標。以所述檢測方法處理三指觸控造成的鬼影現(xiàn)象時，鬼影候選位置共九點，參照圖 3，在所述這些鬼影候選位置中，具有相同X坐標的位置各有三點，以先測試具有相同X坐標 的兩點(x1Jyi)和(Xl，y2)為例，若測試得到的電容值相等，表示(Xl，yi)和(Xl，y2) 二點皆 為鬼影位置，剩余與所述二點具有相同X坐標的(Xl，y3)即為實際位置；若測試得到的電容 值不相等，電容值較大所述點即為實際位置，因此僅需檢測一次即可定出第一個實際位置。 在定出第一個實際位置，例如判定(Xl，y3)為實際位置后，即可得知其他與(xl，y3)具有相 同X坐標或Y坐標的鬼影候選位置(Xl，yi)、(Xl，y2)、(x2, y3)和(x3，y3)必然皆為鬼影位 置，因此可直接排除所述些鬼影位置，接著再對鬼影候選位置(x2，y2)、(x2，yi)做鬼影檢測， 判斷出第二個實際位置后，再刪除與所述第二實際位置具相同X或Y坐標的鬼影候選位置， 即可獲得最后一個實際位置，換言之，即使在三指造成的鬼影現(xiàn)象中，本發(fā)明提出的檢測方 法僅需執(zhí)行兩次比較，即可定出實際手指坐標。在其他實施例中，亦可以逐一檢測每個鬼影 候選點，取得每一鬼影候選點的跡線電容值，再由固件根據(jù)所述這些跡線電容值做判斷，以 提升可靠度。圖8是兩相交跡線上電容的示意圖，此處的(^表示跡線Xm對地的電容值，〔7 表 示跡線yn對地的電容值，Cxfflyn表示跡線Xm和跡線yn之間的耦合電容值，當手指接觸跡線 xffl和yn交界處時，電容值CXmyn將下降，本發(fā)明提出一種直接檢測跡線Xm和跡線yn之間的 電容值CXmyn的方法，以分辨鬼影位置和實際接觸位置。首先，同時對跡線Xm和yn充電，并 檢測跡線xm上的電容值，此時跡線xm和7 等電位，CXmyn的測量值為零，測得的電容值為跡 線xm對地的電容值CXm接著再對跡線Xm充電并將跡線yn接地，此時跡線Xm和yn不等電位， 因此檢測跡線Xm所得的電容值為CXm+CXmyn，兩者相減即可得到跡線Xm和yn間的耦合電容 值 Cxmyno圖9及圖10為檢測兩跡線間電容值一實施例的示意圖，圖9繪示當受測位置16為 手指12實際位置時的狀況，圖10繪示當受測位置16為鬼影位置時的狀況。如圖9所示，
6當受測位置16為手指12實際位置時，首先在phasel同時對跡線Xm和yk充電， 此時檢測跡 線xm取得的電容值Cx = Cxffl ；接著，于phase 2中對跡線Xm充電并將跡線yk接地，取得跡 線xm上的電容值Cx = Cxm+Cxmyk+dCxmyk ；將phase 2取得的電容值與phase 1取得的電容 值相減得到的電容差值A(chǔ)Cx為實際位置電容差值A(chǔ)Crx = Cxfflyk+dCxfflyko當受測位置16為 鬼影位置時，如圖10所示，對受測位置16進行所述檢測，取得的電容差值A(chǔ)Cx為鬼影位置 電容差值A(chǔ)Cgx = CXmyk，其中，dCxmyk小于零，因此實際手指位置的判定可通過比較電容差 值A(chǔ)Cx達成。本發(fā)明提出的各實施例以固件實現(xiàn)所述運算，在其他實施例中，可以將手指 及跡線等造成的誤差加入運算。圖11是應用本發(fā)明的觸控板控制方法一實施例的流程圖，開始200后，先進行X 方向跡線檢測201，接著進行Y方向跡線檢測202，判斷是否有鬼影發(fā)生203，若否，輸出檢測 結(jié)果并結(jié)束204。在步驟203中，若發(fā)現(xiàn)有鬼影發(fā)生，則進入鬼影處理程序，首先產(chǎn)生鬼影候 選列表205，將所有鬼影候選點加入所述鬼影候選列表中，然后于步驟206中從所述鬼影候 選列表中取一鬼影候選點，并判斷所述點是否為所述鬼影候選列表的最后一點207，若是， 輸出解答列表208，若否，進行鬼影分析感測209。鬼影分析感測209的步驟如前所述，取得 受測點的X方向跡線電容值、Y方向跡線電容值、兩者加總后的電容值或受測點的X、Y方向 間電容值，再與從其他候選點取得的電容值相比較，以判斷所述受測點是否為鬼影點210， 若是，便自所述鬼影候選列表移除所述受測點211，并回到步驟206，繼續(xù)對其他候選點做 檢測及判斷，若否，表示所述受測點為實際位置，便將所述受測點加入解答列表212，并從所 述鬼影候選列表移除所述點以及與所述點具相同X或Y坐標的候選點231，再回到步驟206 繼續(xù)對鬼影候選列表中的其他候選點進行檢測，最后輸出解答列表208，結(jié)束204。在本實 施例中，每一鬼影候選點的位置皆以XY坐標表示，因此最后輸出的解答列表已包含解答點 的XY坐標，可以提供精確的接觸點定位能力。本發(fā)明還提出一種同相交錯(In-Phase Crisscross)驅(qū)動的方法，以使交錯點 (受測點)上的基本電容值變小，如此一來，受測點電容值的高低變化更為明顯，利于實際 的電路控制，如圖12所示，在要檢測(XN，YN)上的電容值以進行所述的交錯驅(qū)動判斷時，控 制電路以信號Muxl驅(qū)動跡線XN，同時以與信號Muxl同相的信號Mux 2驅(qū)動跡線YN，檢測 跡線XN以取得其上的電容值。圖13是同相交錯驅(qū)動造成的ADC讀值差異的示意圖，以信 號Muxl驅(qū)動跡線XI，并以同相信號Mux2分別驅(qū)動跡線Y1和Y2，受測點A是手指實際接觸 位置，因此在同相交錯驅(qū)動跡線XI和Y2時，檢測跡線XI獲得的ADC(Anal0g-t0-Digital Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換)讀值高，判斷為邏輯High (1)，受測點C為鬼影位置，因此在同相交錯 驅(qū)動跡線XI和Y1時，檢測跡線XI獲得的ADC讀值低，判斷為邏輯Low(0)。由于所述的交錯驅(qū)動檢測到實際位置與鬼影位置間的電容值差異小，本發(fā) 明提出一種調(diào)校(Calibration)方法，在原本的調(diào)校流程中增加一單軸的交叉調(diào)校 (Intersectional Calibration)步驟，以更進一步提升檢測的準確性，圖14為其示意圖。 以信號Mux2驅(qū)動Y軸的其中一條跡線YM，并以信號Muxl驅(qū)動并掃瞄所有X軸方向跡線，取 得每一條跡線的ADC值，提供給調(diào)變器(Modulator)做為后續(xù)調(diào)校的參數(shù)，供校正跡線上的 調(diào)變值和DAC值，使每條跡線的ADC(Analog-to-Digital Converter)讀值處于相同準位。由于本發(fā)明是先判斷出一只手指的實際位置，再導出另一只手指的位置，為降低 因手指粗細差距太大產(chǎn)生的錯誤率，參照圖15，本發(fā)明選擇以X軸感應量較大(X_maX)的手指做為判斷的第一根手指。圖16是應用本發(fā)明的電容式觸控板一實施例的示意圖，電容式觸控板30上具有
多個感應器32，縱向的感應器32間有導線相連，組成跡線(traCe)Xl、X2......XM，橫向的
感應器32同樣分別組成跡線Yl、Y2......YM，調(diào)變器36產(chǎn)生的電流信號通過模擬多工器
34選擇要接至的跡線，調(diào)變成信號muxl及mux2，由于本實施例在原本的調(diào)校流程中增加所 述的交叉調(diào)校步驟，因此在產(chǎn)生出已知的1st調(diào)變參數(shù)和1st DAC參數(shù)后，交叉調(diào)校步驟提 供的2nd調(diào)變參數(shù)和2nd DAC參數(shù)亦提供給調(diào)變器36，輔助調(diào)校每條跡線的ADC讀值，而 由于使用同相交錯驅(qū)動，本實施例的解調(diào)器38需以額外提供的參考信號Muxjref解調(diào)信 號muxl，產(chǎn)生信號ppeak和npeak給電壓處理電路40，電壓處理電路40再將信號ppeak和 npeak間的電壓差加以轉(zhuǎn)換，以獲得電容式觸控板10上的電容變化資訊。調(diào)變器以調(diào)變參 數(shù)和DAC參數(shù)調(diào)整跡線的基本電容值為已知技術(shù)，熟習本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域者當知。在其他實施例中，亦可以使用同步但異相的信號做為Muxl和Mux2，進行所述的交 錯驅(qū)動及交叉調(diào)校以分辨鬼影位置和實際位置。圖17是檢測圖15的鬼影現(xiàn)象一實施例的流程圖，在圖15中，A點的手指較D點手 指粗，因此A點的電容值較D點大。首先，以已知的一般調(diào)校501取得電容式觸控板上各跡 線的1st調(diào)變參數(shù)和1st DAC參數(shù)，接著以交叉調(diào)校502取得2nd調(diào)變參數(shù)和2nd DAC參數(shù) 提供給調(diào)變器，使電容式觸控板上各跡線具有相同的ADC讀值后，對觸控板掃瞄503，判斷 在X和Y軸上的手指數(shù)目是否大于2504，若否，判定此時為單指應用505，回到步驟503 ；若 否，進入交錯驅(qū)動程序。在交錯驅(qū)動程序中，先找出出現(xiàn)電容變化的Y方向跡線Y1和Y2506， 接著找出X方向上具最大值的跡線Xmax(Xl)507，接著在步驟508中以信號Mux2驅(qū)動跡線 Y1，并以信號Muxl檢測跡線Xmax，于步驟509取得并儲存跡線Y1的ADC值A(chǔ)DC_Y1，接著， 再于步驟510以信號Mux2驅(qū)動跡線Y2并以信號Muxl檢測跡線X_max，取得并儲存跡線Y2 的ADC值A(chǔ)DC_Y2511，判斷ADC_Y1是否大于ADC_Y2512 ；若是，判斷手指位置在(XmaX，Yl)， (Xmin,Y2)513 ；若否，判斷手指位置在(Xmax, Y2), (Xmin，Yl) 514，判斷出手指位置后，判定 當前為多指應用515，回到步驟503繼續(xù)掃瞄觸控板。以上對于本發(fā)明的較佳實施例所作的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精 確地為所揭露的形式，基于以上的教導或從本發(fā)明的實施例模仿而作修改或變化是可能 的，實施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種實施例利用本發(fā)明 在實際應用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想企圖由權(quán)利要求及其均等來決定。
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權(quán)利要求
一種電容式觸控板的鬼影檢測方法，其特征在于，所述電容式觸控板上的第一位置及第二位置出現(xiàn)鬼影現(xiàn)象，所述第一位置及所述第二位置具有相同的第一方向坐標，所述檢測方法包括下列步驟(A)以第一信號驅(qū)動所述第一位置的第一方向跡線，并以與所述第一信號同步的第二信號驅(qū)動所述第一位置的第二方向跡線；(B)取得所述第一位置的第一或第二方向跡線電容值；(C)以所述第一信號驅(qū)動所述第二位置的第一方向跡線，并以所述第二信號驅(qū)動所述第一位置的第二方向跡線；(D)取得所述第二位置的第一或第二方向跡線電容值；以及(E)根據(jù)所述第一位置的第一或第二方向跡線電容值以及所述第二位置的第一或第二方向跡線電容值，判斷實際接觸位置。
2.如權(quán)利要求1的鬼影檢測方法，其特征在于，所述第二信號與所述第一信號同步且 同相。
3.如權(quán)利要求1的鬼影檢測方法，其特征在于，所述第二信號與所述第一信號同步但 異相。
4.如權(quán)利要求1的鬼影檢測方法，其特征在于，步驟(E)包括比較所述第一位置的第一或第二方向跡線電容值及所述第二位置的第一或第二方向 跡線電容值；若所述第一位置的第一或第二方向跡線電容值大于所述第二位置的第一或第二方向 跡線電容值，判斷所述第一位置為實際接觸位置；以及若所述第一位置的第一方向跡線電容值小于所述第二位置的第一方向跡線電容值，判 斷所述第二位置為實際接觸位置。
5.如權(quán)利要求1的鬼影檢測方法，其特征在于，所述方法更包括下列步驟以所述第二信號驅(qū)動所述電容式觸控板上任一第二方向跡線；以所述第一信號驅(qū)動并掃瞄所述電容式觸控板上所有的第一方向跡線；以及取得每一所述第一方向跡線的電容值，以供調(diào)校所述電容式觸控板上各跡線的基本電
全文摘要
一種電容式觸控板的鬼影檢測方法，所述電容式觸控板上的第一位置及第二位置出現(xiàn)鬼影現(xiàn)象，所述檢測方法包括以同相或異相的同步信號交錯驅(qū)動所述第一位置和第二位置上的X方向跡線及Y方向跡線，取得所述第一位置及第二位置的電容值，較佳者，配合交叉調(diào)校，以更準確地通過分辨手指的實際位置。
文檔編號G06F3/044GK101825976SQ20091012662
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者林旻致, 蔡欣學, 郭泊灝 申請人:義隆電子股份有限公司