TWI380205B - A method for automatically adjusting capacitance baseline of touch button - Google Patents

Description

1380205 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係涉及-種自動調整觸控按+ (Basdme)的方法，特別係指—種對觸控值 進行適應性調整(Adaptive Adjustmem)的之電各基線值 【先前技術】 動調整方法。 由於科技的快速發展’電腦已 或缺的使用工具之-。而不管是卓卜刑^為人們母天不可 甚至是個人數位助理(PDA)，其主機本身記㈣腦 制按鍵或功能按鍵(如：多媒體播放_ 供一些控 以更直接地控制電腦之運作。控制）’以讓使用者可 傳統在這些按鍵的設計上，多半 鍵的設計。機械式開關按鍵在設計上較為= 7固開關原理’以在使用者按下按鍵及放開按鍵時= 邏輯0及邏輯υ，以作為相關功能的 啟閉控制。但疋，由於機械式開關按鍵的成本較高、壽命 較短’並且佔用面積也較大。因而在目前越來越講求節省 成本、外觀精美及產品體積小的趨勢之下，此種機械式開 關按鍵已越來越無法滿足設計上的需求。 於是，便有觸控式按鍵設計及其應用的產生，其中又 以電容式觸控方式最為普遍。請參考第一圖，為習知技術 觸控按鍵裝置的運作方法流程圖。其中，觸控按鍵裝置是 例如搭配至少一電容式觸控按鍵埠，並且我們都知道每一 電谷式觸控按鍵埠是具有一背景電容（Background

Capacitance)及一手指電容(Finger capacitance)。 6 1380205 如第一圖所示，觸控按鍵裝置的運作方法之步驟包 括：首先，進行一初始化程序（S101)，以對觸控按^裝^ 上所有的電容式觸控按鍵埠進行初始化作業，以確認運作 正常，並且依據電容式觸控按鍵埠的一第一掃描電容值來 作為一電容基線值(Baseline)(S103)，藉以用作 ，控按鍵埠是否觸發的基準，而此時的電容式觸控按鍵:阜 是沒有接受到使用者手指的觸壓感應’因此第一 包谷值（電容基線值）即是等於背景電容所提供的電容值。田 著’即進入一運作狀態⑻05) ’以隨 2式觸控按鍵埠所產生的—第二掃描電容值(瞻）。= 爛第二掃描電容值是否大於該電容基線值達-預 需求而有職異。 疋’貫際應仏境或設計 若步騾(S109)的判斷結果為是，則表示 接受到使用者的觸壓感應(第二掃描電;值;： 生—中維的電容值之總和)’因而會產 的判斷結果為否，則表示雷 反之右步驟(Sl〇9) 用者手指的觸壓感應，因此再受到使 產二=以此—方式來設計觸控按繼的話，將會 亍段時’就已經有使用者的手 基線值，4=常：導致取得錯誤的電容 7 2、在運作狀態下，背景電容及 ι 能因為系統的電源、環境溫产‘：：的電容值可 戶:產ί:?描電容值會形成‘變 能導致無法正確㈣電 ^^舌’則將可 形成觸發的情形。 "上按鍵埠是否有 【發明内容】 有鑑’本㈣所要解決的技 種自動調整觸控按鍵之電容基線值的方法，=^供一 i統進行初始化程序或者進入運作狀態下，皆可== 谷基線錢行適應性，叫摘錄料 ^ 正吊運作餘運作時產生誤動作之情事。’签法 為了解決上述問題，根據本發明所提出之 種自賴整觸控按鍵之電容基線值的 鍵f控系統’其中的觸控按鍵是包含一背景= 才曰電谷，而該方法之步驟包. 姑祛旦 值，並且再一掃描電容值來取得一電容基線 行取得ίίίί電谷基線值來設定一低限臨界值。接著進 而在判斷；容所產生的-第二掃描電容值， 掃描二=值小於該低限臨界值時，利用第二 值。谷值/、之前的掃描電容值來計算出新的電容基線 之電办二透過上述實施例，本發明之自動調整觸控按鍵 或正脊二線值的方法不管在觸控按n減於初始化程序 — 作狀態下’皆可以即時對電容基線值進行適應性 1380205 調，，以即時因應觸控按鍵系統的使用情形 而達到確保觸控按鍵系統正常運作及精確判斷ς =況， 以上之概述與接下來的詳細說明及附圖’皆是^处 進一步說明本發明為達成預定目的所絲二疋^月匕 功效。而有關本發明的其他目的及優 ;續= 及圖式中加以闡述。 隹便、·貝的呪明 【實施方式】 本發明自動調整觸控按鍵之電容基線值的方法 ^值末低限^界值’進而當所取得的掃描電容值小 於雜限臨界斜，職據所取得的掃描電容值來計算出 新的電容基線值，以作為觸控按鍵觸發的基準。 本發明疋應用於-電容式的觸控按鍵系統，而孰杂该 項技術者應可了解，觸控按鍵系統可應用於各種電ϋ置 上1亚且其包含至少一觸控按鍵、一電容檢測單元及一控 制單元。其中觸控按鍵是進一步具有一背景電容 (Background Capacitance)及一手指電容阳叩红 Capacitance) ’並且當使用者手指對觸控按鍵進行接觸感應 時，透過電容檢測單元的運作而得以接收到背景電容及手 指電容所感應產生一掃描電容值(Scan Count)，進而再搭配 控制單元的運算來進行適應性調整（Adaptive Adjustment)。其中，當有使用者手指接觸感應觸控按鍵 時’則掃描電容值即為背景電容的電容值及手指電容的電 ^值之總和；否則，若沒有使用者手指接觸感應觸控按鍵 時’則掃描電容值僅為背景電容的電容值。 9 1380205 請參考第二圖，為本發明自動調整觸控按鍵之電容基 線值的方法實施例流程圖。如圖所示，本實施例提供/種 自動調整觸控按鍵之電容基線值的方法，其步驟包括：首 先，當電子裝置開始運作_，進行啟動觸控按鍵系統 (S201)，並且此時觸控按鍵系統便會依據背景電容及手指 電容所產生的-第-掃描電容值來取得 接著，本實施例會依據所取得的電容基線值來設定一 • 低限臨界值(L〇W Threshold)_5)。進而，進行待命接收 使用者手指接觸感應觸控按鍵的動作。而當使用者有將手 私接觸感應觸控按鍵時，便會進一步取得背景電容及手指 電容戶:產生的-第二掃描電容值(S2〇7)。於是，進行判斷 第二掃描電容值是否小於低限臨界值(S209)。 因為^本桃得電容基線值時就有異常情顧^，或者是 若步驟(S209)的判斷結果為是，則表示 線值並不符合目前實際狀況所需的判斷基準 則表示目前的電容基 斷基準’也就是可能

10 最後在步驟(S213)之後，即是完成本實施例所提供的 自動調整觸控按鍵之電容基線值的方法。而接著便可再依 貫際應用狀況而重複進行步驟(S207) ’或進行其他設計之 動作，在此就不加以限制。 而上述之實施例僅是代表本發明之自動調整觸控按 鍵之電容基線值的方法的整體概念構想，而我們都知道在 整個觸控按鍵系統的運作過程中’包含了一開始的初始化 柱序以及完成初始化程序之後的正常運作狀態。因此，請 再參考以下的說明，以進一步描述本發明在觸控按鍵系統 啟動進行一初始化程序時及進入一正常運作狀態時各自的 詳細作業情形。 明參考第二圖，為本發明於初始化程序之自動調整方 法貫施例流程圖。如圖所示，首先用以進行說明自動調整 觸控按鍵之電容基線值的方法在驗按鍵系級動進入初 的作業情形。其是先進行取樣複數個樣 行平均運算’以產生所謂的第-掃描電 ( 並且再依據第一掃描電容值來取得電容美線 使初始化程序時，最 容值設定為電此-第-掃描電 使用者手指在進行初始化料時已進值。但是，若 將會導致所取得的第一掃描容：感應的話，則 之電容值的數值。因：和=因誤判而是高於背景電容 因此，為了適應各種可能發生的狀況， 1380205 本實施例所設計的進行取樣樣本掃 設計，即是用以將平均運算後所產生平均運算的 時設定為電容基線值。 勺弟一掃描電容值暫 而附帶一提的是，上述樣本掃 數量可例如是設計在初始化程岸=值的取“方式及 定時間即進行取得掃描電容值，而寺定期間中每隔一設 得的掃描電容值即是用來作為樣本掃:冗間中所能取 值將電容基線值::成為低限臨界 外所再進行取得的掃描電容值。於=以特疋期間以 掃描電容值是否小於低限臨界值(灿）更可進行判斷第二 掃打ϊ^:11)的判斷結果為是，則表示原本取得第-目第到使用者手指的接觸感應，而 行=二i會進行更新電容基線值(_)，以進 =1^周整而利用目前所取得的第 她f蝴咖取錢後= 容值：的判斷結果為否’也就是第二掃描電 形：第一種,二寺日於低限臨界值’而這表示有以下幾種情 到使用者第一掃描電容值時是沒有偵測 —掃描電容感應；第二種情形是原本取得第 ▼疋^又有偵測到使用者手指的接觸感應，而 12 1380205 ::::第值時同樣沒有偵'測到使用者手指的 =4應’弟二種情形則是原本取得第—掃描電容值時是 者手指的接觸感應，而目前取得第二掃描電容值時 ^樣;疋有使用者手指的接觸感應。而對於上述三種情形， 本依據第—掃描電減所取得的電容基線值即是 ^控按鍵_發基準(S315)，並且執行完步驟⑽5)之後， 複執行步驟(S3G9)及制後之步驟，朗完成初始 化程序。

如此來，當觸控按鍵系統在初始化程序時，不管有 ，受到使用者手指接觸感應的影響，都能藉由適應性調整 來順利進行運作。

請再參考第四圖，為本發明於正常運作狀態之自動調 整方法實施織程圖。如_示，首Μ以進行說明自動 調整觸控繼之電容基線㈣方法在難按㈣、統啟動進 入正常運作狀態(S4G1)時的作業情形。而其同樣是依據背 景電容及手指電容所產生的第-掃描電容值來取得電容基 線值（S403)。但由於本實施例是用以說明已進入正常運作 狀態的作業情形，因此其中的電容基線值另可例如是取自 初始化程序中最後所取得的電容基線值。 而在觸控按鍵系統處於正常運作狀態下，為了能避免 因觸控按鍵系統的電源改變、環境溫度等外在因素的改變 而使得背景電容的電容值及手指電容㈣容值相對產生變 化，致使觸控按鍵系統热法正確判斷目前的觸控按鍵是否 有觸發。因此’本實關是步依據電容基線值來進行 设定一低限臨界值及一高限臨界值（High 13 1380205

Threshold)(S405)。而在此為了方便說明起見，請在朱考第 四圖的同時一併參照第五圖，為本發明正常運作狀態下之 高限臨界值與低限臨界值的實施例示意圖。其中，^限臨 界值Η是例如設計為電容基線值及―預設電容值 (H = Baseline + X);而低限臨界值^則是例如設 二 基線值及預設電容值之—半χ/2的總和（L = 二+ X/2) ’而預設f容錢至少設計為觸控按軸搭配之 電容的一額定最低有效電容值。當然，此一 = 其中之-實施例設計態樣，並非用來限制本發十僅為 戈2 觸控按鍵系統便可於正常運作狀態中隨時等 待使用者时指接觸感應，料行取得帛 第而=到有使用者手指進行接觸感應時 订判斷弟-知描電容值是否大於高限臨界值H(S409)。 第-ms4G9)的判斷結果為是，則表示目前所產生的 ΐ 一知把電谷值已大於高限臨界值Η，並且料電容 二ttr容的電容值並無因外在因素變化太大，因此 n:前的電容基線值為觸控按鍵的觸發基準進行 J _斷彳δ唬給後端的電子裝置（S411)，以便使雷早择 的觸控按鍵功能。而若步驟(剛)的結 =界: = = =，電容值小於或等於 雷玄信可&也就目别月豕電谷的電容值與手指電容的 判斷第外在因素而有產生變化’因此便再繼續進行 —γ描電容值是否小於低限臨界值L(S413)。 值確ΐ=Γ413)的判斷結果為是，則表示第二掃描電容 '民限以界值L，也就是目前背景電容的電容值 成電素的改變而確認會形 謂的適應_整而依據目前所==(_=)，以進行所 驟，以隨_ t ΐ錢仃步驟(S4G5)及其爾後的步 Λ丨思和侍以進行適應性調整。 、明攸 其中，本實施例所述的依據 4線值’在實際設計上是將第 修正電

均運算，以用來更新雷二二:)仃如下列公式之平 行多次的諸i 而若實際狀況是必須進 f的彳τ私電容值來進行平均運算。

Baseline:免(Scan Count)a ns! η

^承上述，若步驟（S413)的判斷結果為否，則表示第二 掃描電容值是小於或等於高限臨界值Η，並且大於或等於 低限臨界值L。此時，在設計上是認定無法明確確認是否 可以進行觸發觸控按鍵，因此便暫時確認原本的電容基線 值是觸控按鍵的觸發基準（S417)，但是並不輸出中斷信 號，而是直接再進一步執行步驟(S407)。而熟悉該項技術 者應可了解’此時所執行步驟(S407)用以取得第二掃描電 容值的動作，並非是指取得前述已判斷過的第二掃描電容 值，而是指再偵測並取得下一個掃描電容值來重複進行相 關的判斷流程’以確認是否需要更新電容基線值。 於是，藉由重複本實施例之步驟流程’即可讓觸控按 鍵系統在正常運作狀態下得以隨時因應外在因素的改變而 進行電容基線值的適應性調整。 15 1380205 綜上所述，本發明所提供的自 基線值的方法，主要是在觸控按鍵:正觸控按鍵之電容 者進入運作狀態下’皆可自動對電進行初始化程序或 整，以能即時因應觸控按鍵季 ^線值進行適應性調 而達到確保觸控按鍵系統正;運==斷=況， 惟，以上所述，僅為本發明的具 、 及圖式而已’並非用以限制本發明= 思及之變化或修飾皆“在二 【圖式簡單說明】 =一圖係習知技術觸控按鍵裝置的運作方法流程圖； 第-圖財發明自動輕按鍵之電容 施例流程圖； 貝 實施例流程 第二圖係本發明於初始化程序之自動調整方法 圖； 第四圖係本發明於正常運作狀態之自動調整方法實施例流 程圖；及 第五圖係本發明於正常運作狀態下之高限臨界值與低限臨 界值的實施例示意圖。 【主要元件符號說明】 [習知技術] si〇i〜Siii習知技術流程圖步驟說明 16 1380205 [本發明] Η高限臨界值 L低限臨界值 S201〜S213流程圖步驟說明 S301〜S315流程圖步驟說明 S401〜S417流程圖步驟說明

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Claims (1)

1. 申請專利範圍： 於=動調整觸控按鍵之電容基線值的方法，係應用 ，鍵觸控系統，該觸控按鍵係包含一背景電容及 手指電容’而該方法之步驟包括： 依據該背景電容及該手指電容所產生的—第一 電容值來取得一電容基線值； 田 依，該電容基線值來設定—低限臨界值； 取件4背景電容及該手指電容所產生的-第二掃推 電容值；及 在，?5，第二掃描電容值小於該低限臨界值時，利用 该第二掃描電容值來修正該電容基線值。 專利祀11第1項所述之自動調整觸控按鍵之電 =方:4中包，鍵觸控系統係進行-初 個=描;二來進行一平均運算 王4第一知描電容值；及 成為該低限臨界值。 第2喝所述之自動調整觸控按鍵之電 谷基線值的方法，進〜步包含： 电 在判斷該第二掃描i ^ 時，μ碹切#各值或寺於該低限臨界值 其準、。"電各基線值係為該觸控按鍵的一觸發 專利範圍第丨喝所述之自動驢觸控按鍵之電 ==法’其中在該按鍵觸控系統係進入-! 常運作狀態時，進一步包含： 疋

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   如進-步進行設定-高限臨界值。 容基線值的方法弟2 自動調整觸控按鍵之電 在=該第二掃描電容值之::判斷高限臨界值時，進行判斷該Z 值疋否小於該低限臨界值；及 電容值之後，判斷該第二掃描電容 觸批L於知限臨界值時’則以該電容基線值為气 ，控按鍵的__觸發基準進行輪出—中斷信號。" 圍第5項所述之自動調整觸控按鍵之電 奋暴線值的方法，進一步包含： 在=斷_^二掃描電容值大於或等於該低限臨界值 」確該電谷基線值係為該觸控按鍵的觸發基 平0 ί I 專利圍第6項所述之自動調整觸控按鍵之電 谷ΐ線值的方法，其找第二掃描電容㈣進-步盘電容值進行一平均運算，以修正及更新該 依 8 ⑼專利範圍第4項所述之自動調整觸控按鍵之電 線值的方法’其中該高_界值係設計為該電容 基線值及—預設電容值的總和，而該低限臨界值係設 S十為5玄電容基線值及該預設電容值之-半的總和。 9、如^:專利1色圍第8項所述之自動調整觸控按鍵之電 容基線值的方法，其中該預設電容值係至少為該手指 電容的一額定最低有效電容值。 19