TW201502903A - 觸摸屏觸摸識別方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種觸摸屏觸摸識別方法，其包括以下步驟：設定一第一閾值T1 及一第二閾值T2 ，其中，T2 <T1 ；獲得各驅動感測電極所對應的輸出訊號值Cn ，其中，n為自然數；將Cn 與T1 和T2 進行比較，當Cn ≧T1 ，識別為手指直接觸摸，當Cn ＜T2 ，則識別為未被觸摸，當T2 ≦Cn ＜T1 ，則進行如下步驟：設一次有效觸摸輸入所用的時間段，在該預設時間段內，複數次檢測觸摸屏上的觸摸輸入訊號，選出一最大輸出訊號峰值ΔCpeak ，計算該複數ΔCpeak 的平均值□，並判斷該複數ΔCpeak 是否均滿足0.8□≦ΔCpeak ≦1.2□，若不滿足，則識別為未被觸摸，若滿足，則識別為受到絕緣觸摸輸入。

Description

觸摸屏觸摸識別方法

本發明涉及一種作用於觸摸屏上的觸摸動作的識別方法，尤其涉及一種基於電容式觸摸屏的觸摸識別方法。

近年來，伴隨著移動電話與觸摸導航系統等各種電子設備的高性能化和多樣化的發展，在液晶等顯示設備的前面安裝透光性的觸摸屏的電子設備逐步增加。這樣的電子設備的使用者通過觸摸屏，一邊對位於觸摸屏背面的顯示設備的顯示內容進行視覺確認，一邊利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來進行操作。由此，可以操作電子設備的各種功能。

按照觸摸屏的工作原理和傳輸介質的不同，現有的觸摸屏分為四種類型，分別為電阻式、電容式、紅外線式及表面聲波式。其中電容式觸摸屏因敏感度較高、所需觸碰力度較小而應用較為廣泛。

電容式觸摸屏的工作原理是通過人手觸摸改變了觸摸屏的電容分佈，通過檢測該觸摸屏的電容分佈的變化即可檢測出觸摸點的觸摸位置。然，當手指與觸摸屏不直接接觸，而是間隔一絕緣層（如手套）時，觸摸屏無法識別這種觸摸，造成觸摸屏使用不便。

有鑒於此，提供一種即使在手指與觸摸屏之間間隔一絕緣層時也可識別這種觸摸動作的識別方法實為必要。

一種觸摸屏觸摸識別方法，所述觸摸屏為一自感電容式觸摸屏，包括複數驅動感測電極，該識別方法包括以下步驟：設定一第一閾值T₁ 及一第二閾值T₂ ，其中，T₂ <T₁ ；感測觸摸屏上的觸摸輸入訊號，獲得各個驅動感測電極所對應的輸出訊號值C_n ，其中，n為自然數；將C_n 與T₁ 和T₂ 進行比較，當C_n ≧T₁ ，將上述觸摸輸入訊號識別為手指直接觸摸，當C_n ＜T₂ ，則識別為未被觸摸，當T₂ ≦C_n ＜T₁ ，則進行如下步驟：設一次有效觸摸輸入所用的時間段，在該預設時間段內，複數次檢測觸摸屏上的觸摸輸入訊號，從每次檢測到的各個驅動感測電極所對應的輸出訊號值中選出一個最大輸出訊號峰值ΔC_peak ，計算複數次檢測獲得的複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 的平均值，並檢測該複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 是否均滿足0.8≦ΔC_peak ≦1.2，若不滿足，則認為該觸摸屏未被觸摸，若滿足，則判斷觸摸屏受到絕緣觸摸輸入。

與先前技術相比較，通過本發明的觸摸識別方法，使觸摸屏不僅可檢測到裸露的手指的觸摸，也可識別出戴手套的手指觸摸，同時也可排除一些其他誤操作引起觸摸屏訊號變化而進行誤判觸點的情況，使用戶能夠方便的在戴手套的情況下使用觸摸屏。

T₁‧‧‧第一閾值
T₂‧‧‧第二閾值
C_n‧‧‧輸出訊號值
ΔC_peak‧‧‧最大輸出訊號峰值
‧‧‧複數最大輸出訊號峰值的平均值

圖1係本發明觸摸屏觸摸識別方法的流程圖。

圖2係本發明IC檢測到的觸摸屏訊號示意圖。

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例的觸摸屏觸摸識別方法。

本發明所述觸摸屏觸摸識別方法適用於各種自感電容式觸摸屏，所謂自感電容式觸摸屏是通過檢測該觸摸屏中的導電膜對地的電容變化來檢測觸摸點的位置。

所述自感電容式觸摸屏包括：透明絕緣基體，設置在該透明絕緣基體表面的透明導電膜，與該透明導電膜電連接的複數驅動感測電極，及一個或複數與每個驅動感測電極電連接的積體電路（IC）。所述IC通過所述複數驅動感測電極向所述透明導電膜提供驅動訊號及通過所述複數驅動感測電極來檢測所述透明導電膜的電容變化來確定觸摸屏表面是否有觸碰及觸碰點的位置。

所述透明導電膜可為具有阻抗異向性及連續完整結構的導電膜。所述具有阻抗異向性及連續完整結構的導電膜具有一低阻抗方向和一高阻抗方向，所述複數驅動感測電極相互間隔地沿該高阻抗方向排列設置在所述透明導電膜至少一側。所述具有阻抗異向性的導電膜可為至少一層奈米碳管膜，該奈米碳管膜通過拉取一奈米碳管陣列直接獲得。該奈米碳管膜中的大部份奈米碳管首尾相連地沿低阻抗方向擇優取向延伸。

在另一實施例中，所述透明導電膜可由複數相互間隔且陣列式分佈的導電區塊構成。所述由相互間隔且陣列式分佈的導電區塊構成的透明導電膜中的導電區塊的形狀不限，如矩形或菱形。所述導電區塊的材料不限，可為氧化銦錫（ITO）或奈米碳管。所述每個導電區塊均通過一個驅動感測電極與所述IC電連接。

所述IC包括驅動IC和感應IC，所述驅動IC為所述驅動感測電極提供驅動訊號；所述感應IC通過所述驅動感測電極檢測該觸摸屏未受觸碰及受觸碰時的訊號值。所述驅動IC的驅動方式與現有的自感電容式觸摸屏的驅動方式相同，所述感應IC檢測訊號方式與現有的自感電容式觸摸屏檢測訊號的方式相同。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種觸摸屏的觸摸識別方法，該觸摸識別方法包括以下步驟：

步驟一：設定一第一閾值T₁ 及一第二閾值T₂ ，所述第二閾值T₂ 小於第一閾值T₁ ；

步驟二：通過所述驅動IC向所述觸摸屏的複數驅動感測電極分別施加一驅動訊號，並通過所述感應IC檢測該觸摸屏的各個驅動感測電極所對應的輸出訊號值C_n ，其中，n為自然數；

步驟三：將C_n 與T₁ 和T₂ 進行比較，當C_n ≧T₁ ，將上述觸摸輸入訊號識別為手指直接觸摸，當C_n ＜T₂ ，則識別為未被觸摸，當T₂ ≦C_n ＜T₁ ，則進行如下步驟四；及

步驟四：預設一次有效觸摸輸入所用的時間段，在該預設時間段內，所述驅動IC複數次向所述複數驅動感測電極分別施加所述驅動訊號，相應地，所述感應IC複數次檢測各個驅動感測電極對應的輸出訊號值，從每次檢測到的輸出訊號值中選出一個最大輸出訊號峰值ΔC_peak ，從而在該複數次檢測到的輸出訊號值中選出複數該最大輸出訊號峰值ΔC_peak ，計算該複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 的平均值，並判斷該複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 是否均滿足0.8≦ΔC_peak ≦1.2，若不滿足，則識別為未被觸摸，若滿足，則識別為受到絕緣觸摸輸入。

在上述步驟一中，所述第一閾值T₁ 可為傳統的電容式觸摸屏的訊號檢測閾值。優選地，所述第一閾值T₁ 可為當裸露的手指與觸摸屏處於接觸的臨界狀態時，IC檢測到的最大輸出訊號峰值。所述裸露的手指與觸摸屏處於接觸的臨界狀態是指懸空的手指與觸摸屏之間的距離很小，並近似於接觸的狀態。將第一閾值T₁ 設定為此時檢測到的輸出訊號值，會避免出現當手指距離觸摸屏較遠時，IC便開始啟動檢測並計算座標，從而出現未被觸摸也被檢測出觸摸的情況。

所述第二閾值T₂ 小於第一閾值T₁ 。優選地，所述第二閾值T₂ 可選擇為大於所述觸摸屏的噪聲產生的訊號值，所述觸摸屏的雜訊是指由於與IC電連接的導線產生的寄生電容。

在上述步驟二中，所述輸出訊號值指訊號變化值，即觸摸屏被觸摸後透明導電膜對應位置的輸出訊號值與未被觸摸時的輸出訊號值之間的差值。

在上述步驟三中，當IC檢測到的輸出訊號值均小於第一閾值T₁ 時，本發明不會以傳統的觸摸屏觸摸識別方法直接斷定為此時該觸摸屏未被觸摸，而是進一步比較所述複數輸出訊號值與第二閾值T₂ 之間的關係，並根據比較結果進一步去判斷該觸摸屏是被誤操作還是被絕緣觸摸。所述絕緣觸摸指裸露的手指與觸摸屏之間具有一絕緣層的觸摸方式。本實施例中，所述絕緣觸摸為戴手套的手指觸摸。具體地，當所述輸出訊號值低於所述第二閾值T₂ 時，斷定為此時是觸摸屏自身的噪聲引起的訊號變化或者其他與觸摸屏具有一定距離的動作，從而不進一步計算觸點座標。而當所述輸出訊號值介於所述第一閾值T₁ 和第二閾值T₂ 之間時，則進行步驟四以進一步確認是否是絕緣觸摸所述觸摸屏，從而將絕緣觸摸識別出來。

當裸露的手指與觸摸屏之間的距離近似於絕緣層的厚度時，IC將仍會對該觸摸進行檢測，然而，此時，裸露的手指僅是靠近觸摸屏，並不是真正的接觸觸摸屏。為排除該干擾，在上述步驟四中，首先要判斷在上述時間段內所檢測到的複數最大輸出訊號峰值是否滿足0.8≦ΔC_peak ≦1.2。因為，如果是無意的動作，處於懸空狀態的裸露的手指與觸摸屏之間的距離在該時間段內一直處於固定的距離的幾率很小，而是很快遠離觸摸屏。因此，在如此的情況下，對應的驅動感測電極在該時間段內所檢測到的複數最大輸出訊號峰值會從較大很快改變到很小，而不會一直保持在一固定的區間。

在該步驟四中，所述預設的一次有效觸摸輸入時間段可為1秒至4秒。在該時間段內，觸摸通常包括兩種，一種是“固定”式觸摸，一種是“滑動式”觸摸。所述“固定”式觸摸是指用戶在輸入時間段內，手指一直保持在一固定位置，在該種觸摸方式下，所述IC檢測到的複數最大輸出訊號峰值相等。所述“滑動式”觸摸是指在用戶的一次輸入中，手指在該輸入時間段內會有移動。具體來說，在所述時間段內，觸摸施加在一個位置上，移動經過觸摸屏的表面，並且在另一位置上移去，而上述IC所檢測到的最大輸出訊號峰值ΔC_peak 會隨著觸摸位置的改變而改變。例如，當透明導電膜包括複數間隔的導電區塊時，手指觸摸某個導電區塊，輸出訊號值最大，而當手指逐漸滑動至兩個導電區塊之間時，輸出訊號值較小。因此可檢測出複數不相等的最大輸出訊號峰值ΔC_peak ，統計該複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 並計算該複數最大輸出訊號峰值的平均值。通過步驟四可排除掉對雜訊和懸空手指等產生的電容干擾進行誤判的情況，從而可將絕緣觸摸輸入識別出來。

為更精確地排除誤判，可進一步在步驟四之後進行如下步驟五。

步驟五：進一步檢測與該最大輸出訊號峰值對應的相鄰輸出訊號值，判斷該最大輸出訊號峰值ΔC_peak 與對應的相鄰輸出訊號值之間的比值是否大於一預設的比值，若大於，則進一步確定為絕緣觸摸輸入。

該最大輸出訊號峰值ΔC_peak 在該透明導電膜上對應一第一位置，該相鄰輸出訊號值在該透明導電膜上對應一第二位置，該第一位置與第二位置之間的距離小於或等於從手指中心到手指邊緣的距離。

當該透明導電膜包括複數相互間隔的導電區塊時，該最大輸出訊號峰值對應的導電區塊為第一位置，與該第一位置相鄰的導電區塊為第二位置，相鄰的導電區塊之間的距離小於或等於從手指中心到手指邊緣的距離。

所述預設的比值為當裸露的手指觸摸時最大輸出訊號峰值ΔC_peak 與所述相鄰輸出訊號值之間的比值。該預設的比值與上述設定第一閾值T₁ 的方式基本相同，即當裸露的手指與觸摸屏處於接觸的臨界狀態時，最大輸出訊號峰值ΔC_peak 與相鄰輸出訊號值之比。

請參閱圖2，具體地，可將與上述每個最大輸出訊號峰值ΔC_peak 所對應的導電區塊設定為X，將與該Ｘ距離小於或等於從手指中心到手指邊緣的距離且具有相同行或列的導電區塊設定為X-N及X+N，所述N為大於等於1的整數。具體為，與X相鄰的且具有相同行或列的導電區塊設定為X-1及X+1，將與X相間隔的且具有相同行或列的導電區塊設定為X-2及X+2，依次類推。在本實施例中，選取與最大輸出訊號峰值相對應的導電區塊X間隔一個導電區塊的導電區塊X-2及X+2所檢測到的輸出訊號值，即相鄰輸出訊號值，將該最大輸出訊號與該相鄰輸出訊號值相比，所述預設的比例為2，即當裸露的手指與觸摸屏處於接觸的臨界狀態時，該導電區塊X對應位置的輸出訊號值與該導電區塊X-2對應位置的輸出訊號值之比為2，且該導電區塊X對應位置的輸出訊號值與導電區塊X+2對應位置的輸出訊號值之比為2。將該導電區塊X-2及X+2所檢測出的輸出訊號值分別設定為ΔC_x-2 及ΔC_x+2 ，判斷所述輸出訊號值ΔC_x+2 是否滿足2ΔC_x+2 <ΔC_peak ，且所述輸出訊號值ΔC_x-2 是否滿足2ΔC_x-2 <ΔC_peak ，若滿足則斷定為絕緣觸摸輸入。

在所述步驟五中，相較於裸露的手指觸摸，絕緣觸摸輸入後，IC檢測到的訊號較弱，且輸出訊號的變化趨勢較大。因此，通過該步驟五可判斷該觸摸屏受到絕緣觸摸輸入。

本發明第二實施例提供一種觸摸屏觸摸識別方法，所述觸摸屏的透明導電膜為具有阻抗異向性的奈米碳管膜，該奈米碳管膜中的大部份奈米碳管首尾相連地沿同一個方向擇優取向延伸，所述複數驅動感測電極相互間隔地沿所述透明導電膜高阻抗方向排列在該透明導電膜的相對兩側，該方法與上述第一實施例的方法基本相同，其區別僅在於在所述步驟五中，所述檢測出最大輸出訊號峰值ΔC_peak 的驅動感測電極所在的位置為第一位置，與該第一位置相鄰的驅動感測電極所在的位置為第二位置，相鄰的驅動感測電極之間的距離小於或等於從手指中心到手指邊緣的距離，該第二位置的驅動感測電極檢測出的輸出訊號值為相鄰輸出訊號值，判斷該最大輸出訊號峰值ΔC_peak 與所述相鄰輸出訊號值之間的比值是否大於一預設的比值。

通過本發明的檢測方法，不僅可檢測到裸露的手指的觸摸，也可檢測到戴手套的手指觸摸，同時也可排除一些其他誤操作引起觸摸屏訊號變化而進行誤判觸點的情況，如當裸露的手指與觸摸屏之間的距離近似於絕緣層的厚度時，本發明通過判斷在一預定時間段內所檢測到的複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 是否滿足0.8≦ΔC_peak ≦1.2而避免進行誤判。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

無

T₁‧‧‧第一閾值

T₂‧‧‧第二閾值

C_n‧‧‧輸出訊號值

ΔC_peak‧‧‧最大輸出訊號峰值

‧‧‧複數最大輸出訊號峰值的平均值

Claims (10)

1. 一種觸摸屏觸摸識別方法，所述觸摸屏為一自感電容式觸摸屏，包括複數驅動感測電極，該識別方法包括以下步驟：
   設定一第一閾值T₁ 及一第二閾值T₂ ，其中，T₂ <T₁ ；
   感測觸摸屏上的觸摸輸入訊號，獲得各個驅動感測電極所對應的輸出訊號值C_n ，其中，n為自然數；
   將C_n 與T₁ 和T₂ 進行比較，當C_n ≧T₁ ，將上述觸摸輸入訊號識別為手指直接觸摸，當C_n ＜T₂ ，則識別為未被觸摸，當T₂ ≦C_n ＜T₁ ，則進行如下步驟：
   預設一次有效觸摸輸入所用的時間段，在該預設時間段內，複數次檢測觸摸屏上的觸摸輸入訊號，從每次檢測到的各個驅動感測電極所對應的輸出訊號值中選出一個最大輸出訊號峰值ΔC_peak ，計算複數次檢測獲得的複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 的平均值，並判斷該複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 是否均滿足0.8≦ΔC_peak ≦1.2，若不滿足，則識別為未被觸摸，若滿足，則識別為受到絕緣觸摸輸入。
2. 如請求項第1項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，當檢測到所述複數最大輸出訊號峰值ΔC_peak 均滿足0.8≦ΔC_peak ≦1.2時，進一步檢測與該最大輸出訊號峰值對應的驅動感測電極相鄰的兩個驅動感測電極對應的相鄰輸出訊號值，判斷該最大輸出訊號峰值與對應的相鄰輸出訊號值之間的比值是否大於一預設的比值，若大於，則進一步確定為絕緣觸摸輸入。
3. 如請求項第2項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述預設的比值為裸露的手指觸摸時最大輸出訊號峰值與所述相鄰輸出訊號值之間的比值。
4. 如請求項第3項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述透明導電膜為複數相互間隔且陣列式分佈的導電區塊，相鄰的導電區塊之間的距離小於或等於從手指中心到手指邊緣的距離。
5. 如請求項第4項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，將與上述每個最大輸出訊號峰值ΔC_peak 所對應的導電區塊設定為X，將與該Ｘ相間隔一個導電區塊且具有相同行或列的導電區塊設定為X-2及X+2，當裸露的手指與觸摸屏處於接觸的臨界狀態時，該導電區塊X對應位置的訊號值與該導電區塊X-2對應位置的訊號值之比為2，且該導電區塊X對應位置的訊號值與導電區塊X+2對應位置的訊號值之比為2，將該導電區塊X-2及X+2對應的輸出訊號值設定為ΔC_x-2 、ΔC_x+2 ，判斷所述輸出訊號值ΔC_x+2 是否滿足2ΔC_x+2 <ΔC_peak ，且所述訊號值ΔC_x-2 是否滿足2ΔC_x-2 <ΔC_peak ，若滿足則識別為絕緣觸摸輸入。
6. 如請求項第3項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述透明導電膜為具有阻抗異向性的奈米碳管膜，所述複數驅動感測電極相互間隔地沿所述透明導電膜的高阻抗方向排列在該透明導電膜的至少一側，相鄰的驅動感測電極之間的距離小於或等於從手指中心到手指邊緣的距離。
7. 如請求項第6項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管首尾相連並沿低阻抗方向擇優取向延伸。
8. 如請求項第1項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述第一閾值T₁ 為當裸露的手指與觸摸屏處於接觸的臨界狀態時，檢測獲得的最大輸出訊號峰值。
9. 如請求項第1項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述第二閾值T₂ 大於所述觸摸屏的噪聲訊號值。
10. 如請求項第1項所述的觸摸屏觸摸識別方法，其中，所述預設的一次有效觸摸輸入時間段為1秒至4秒。