TWI881705B - 觸控偵測系統及觸控偵測方法 - Google Patents
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Abstract
一種觸控偵測系統，包含一觸控筆、一面板、及一處理電路。該面板包含複數個感測元件，用以接收一觸控事件產生的一第一訊號及一第二訊號。該處理電路耦接於該面板，用以判斷對應於該第一訊號之複數個第一區域及複數個第一強度，判斷對應於該第二訊號之複數個第二區域及複數個第二強度，及根據該複數個第一區域、該複數個第一強度、該複數個第二區域及該複數個第二強度判斷該觸控事件是否由該觸控筆碰觸該面板而引發。
Description
本發明係關於一種觸控偵測系統及觸控偵測方法，尤指一種用以判斷觸控事件是否由觸控筆碰觸面板而引發的觸控偵測系統及觸控偵測方法。
隨著平板電腦及智慧手機日漸普及，觸控面板的使用量也顯著增加。目前，已有支援手指觸控、及觸控筆（stylus）觸控的觸控面板。然而，辨別觸控事件究竟是由手指、或觸控筆之碰觸所引發，仍為一大難題。
實務上，手指碰觸或雜訊經常被誤判為觸控筆之觸控。因此，本領域尚待解決方案，以在多種觸控事件中，分辨出觸控筆之碰觸。
實施例提供一種觸控偵測系統，包含一觸控筆、一面板及一處理電路。該面板包含複數個感測元件，該複數個感測元件用以接收一觸控事件產生的一第一訊號及一第二訊號。該處理電路耦接於該面板，該處理電路用以判斷對應於該第一訊號之複數個第一區域及複數個第一強度，判斷對應於該第二訊號之複數個第二區域及複數個第二強度，及根據該複數個第一區域、該複數個第一強度、該複數個第二區域及該複數個第二強度判斷該觸控事件是否由該觸控筆碰觸該面板而引發。
本文中，兩數值的絕對差值，可為兩數值的差值的絕對值。第1圖為實施例中，觸控偵測系統100的示意圖。觸控偵測系統100可包含觸控筆110、面板120及處理電路130。觸控筆110可包含筆尖部分112及筆環部分114。筆尖部分112可位於觸控筆110的尖端，且筆環部分114可以位於觸控筆110的筆桿。面板120可包含複數個感測元件122，感測元件122可接收用於觸控偵測之訊號。舉例來說，當觸控筆110接觸面板120時，筆尖部分112可傳送第一訊號S1，筆環部分114可傳送第二訊號S2，而面板120的感測元件122可接收第一訊號S1及第二訊號S2以根據第一訊號S1及第二訊號S2偵測觸控筆110。處理電路130可耦接於面板120，以處理分別對應第一訊號S1及第二訊號S2的訊號S1'及訊號S2'，且據以偵測觸控筆110所引發的觸控事件。舉例而言，處理電路130可包含以特定應用程式操作的觸控顯示驅動器積體電路（touch with display driver integrated circuit，TDDI）。
第一訊號S1可具有第一頻率，而第二訊號S2可具有相異於第一頻率的第二頻率。舉例而言，第一訊號S1可為385千赫茲（kHz），第二訊號S2可為200千赫茲，此僅為舉例，實施例不限於此。如第1圖所示，當觸控筆110碰觸面板120時，第一訊號S1及第二訊號S2的相關位置和訊號強度可隨著觸控筆110的角度θ而變化，如下所述。
當角度θ較小時，觸控筆110之傾斜度較小，且分別對應於第一訊號S1及第二訊號S2的位置L1及位置L2彼此較接近。距離d1可為筆尖部分112及面板120之間的距離，距離d2可為筆環部分114及面板120之間的距離。當角度θ越小時，距離dl與距離d2之間的差值越大，且面板120接收到的第一訊號S1及第二訊號S2的強度之差異越大。
當角度θ較大時，觸控筆110之傾斜度較大，且位置L1及位置L2之間的距離較大。距離d1及距離d2之間的差值較小，且面板120接收到的第一訊號S1及第二訊號S2的強度之差異較小。
在第1圖中，第一訊號S1及第二訊號S2係由觸控筆110所發出。然而，實務上有時會觀察到，當未使用觸控筆110時，感測元件122仍會接收到特定頻率的第一訊號S1及第二訊號S2。在此情況下，第一訊號S1及第二訊號S2可能由雜訊、或手部觸摸而引發。因此，當偵測到觸控事件時，須使用妥善的解決方案以判斷第一訊號S1及第二訊號S2是否由觸控筆110碰觸面板120所引發。為了解決此類問題，實施例可提供解決方案以判斷觸控事件是否由觸控筆110碰觸面板120而引發，如下所述。
第2圖為實施例中，用於觸控偵測系統100之觸控偵測方法200之流程圖。觸控偵測方法200可包含以下步驟。
步驟210：複數個感測元件122接收觸控事件產生的第一訊號S1及第二訊號S2；
步驟220：處理電路130判斷對應於第一訊號S1之複數個第一區域及複數個第一強度；
步驟230：處理電路130判斷對應於第二訊號S2之複數個第二區域及複數個第二強度；及
步驟240：處理電路130根據複數個第一區域、複數個第一強度、複數個第二區域、及複數個第二強度，判斷觸控事件是否由觸控筆110碰觸面板120而引發。
步驟210中，第一訊號S1可具有第一頻率，而第二訊號S2可具有相異於第一頻率的第二頻率。第3圖至第6圖係舉例說明第2圖的流程。第3圖及第4圖提供觸控筆110碰觸面板120之示例。第5圖及第6圖提供觸控筆110未碰觸面板120之示例。第3圖至第6圖可對應於面板120的俯視圖。第3圖及第5圖為第一訊號S1的強度分佈。第4圖及第6圖為第二訊號S2的強度分佈。
第3圖至第6圖中，縱軸可對應於用以接收訊號（記為RX）的水平訊號線，橫軸可對應用以發送訊號（記為TX）的垂直訊號線。第3圖至第6圖中，每個區塊可為一個具有座標的區域，座標中的第一座標及第二座標可分別對應於縱軸和橫軸。
第3圖為觸控筆110碰觸面板120的情況下，第一訊號S1的第一強度之分佈。第4圖為第3圖的情況下，第二訊號S2的第二強度之分佈。第3圖及第4圖中，每一區塊對應於面板120的俯視圖中的一區域，且每一數字代表對應區域上的訊號強度。第3圖中，三個陰影區塊可對應於第一訊號S1，且三個陰影區塊可如第1表所述。
| 區域的座標 | (22,6) | (21,7) | (22,7) |
| 對應的訊號 | S1 | S1 | S1 |
| 訊號強度 | 604 | 703 | 3139 （第一最大值） |
| 說明 | 第一選擇區域A1 |
第1表
第3圖中，複數個第一區域（例如，三個陰影區塊）及複數個第一強度（例如，三個陰影區塊對應的604、703及3139）可對應於第一訊號S1。可從中選擇第一強度的第一最大值（例如，3139），而對應於第一最大值的區域可被定義為第一選擇區域A1（例如，第3圖中，座標（22，7）的區塊）。
同理，在第4圖中，複數個第二區域（例如，複數個陰影區塊）及複數個第二強度可對應於第二訊號S2。可從中選擇第二強度的第二最大值（例如，355），而對應於第二最大值的區域可被定義為第二選擇區域A2（例如，第4圖中的座標（22，9）的區塊）。
第3圖及第4圖中，當第一選擇區域A1及第二選擇區域A2之間的距離小於第一門檻，且第一最大值及第二最大值的絕對差值（例如，|3139-355|=2784）大於第二門檻，則處理電路130可判斷觸控事件是由觸控筆110碰觸面板120而引發。這些準則係根據觸控筆110碰觸面板120產生的效果而制定。
換句話說，當使用者握持觸控筆110以碰觸面板120時，相關於筆尖部分112的第一選擇區域A1、及相關於筆環部分114的第二選擇區域A2會彼此接近，且第一訊號S1與第二訊號S2之間的強度之差值應足夠大。因此，處理電路130可依照這兩個準則，以判斷觸控事件是否由觸控筆120所引發。
除此之外，當感測到具有預定頻率的第一訊號S1和第二訊號S2時，處理電路130可執行操作以辨別觸控事件是否由雜訊及/或手部引發，而非由觸控筆120引發，如下所述。
第5圖及第6圖為觸控事件不是由觸控筆110碰觸面板120而引發的情況。相似於第3圖及第4圖，第5圖及第6圖中，可在第一選擇區域A1（例如，第5圖的座標（52，25）的區塊）測量到第一強度的第一最大值（例如，第5圖的507），且可在第二選擇區域A2（例如，第6圖的座標（52，25）的區塊）測量到第二強度的第二最大值（例如，第6圖的504)。
當第一選擇區域（例如，第5圖的A1）及第二選擇區域（例如，第6圖的A2）之間的距離小於第一門檻，及第一最大值（例如，第5圖的507）及第二最大值（例如，第6圖的504）之間的絕對差值（例如，|507-504|）小於第二門檻，則處理電路130可判斷觸控事件並非由觸控筆110碰觸面板120而引發，且可判斷觸控事件由雜訊及/或手部所引發。這些準則係根據觸控筆110碰觸面板120產生的效果而制定。
根據另一實施例，當第一選擇區域（例如，第5圖的A1）及第二選擇區域（例如，第6圖的A2）之間的距離小於第一門檻，第一最大值（例如，第5圖的507）及第二最大值（例如，第6圖的504）之間的絕對差值（例如，|507-504|）小於一第二門檻，及第二最大值（例如，第6圖的504）大於第三門檻，則處理電路130可判斷觸控事件並非由觸控筆110碰觸面板120而引發，且可判斷觸控事件由雜訊及/或手部所引發。這些準則係根據觸控筆110碰觸面板120產生的效果而制定。
根據另一實施例，當第一選擇區域（例如，第5圖的A1）及第二選擇區域（例如，第6圖的A2）之間的距離小於第一門檻，且第一最大值（例如，第5圖的507）及第二最大值（例如，第6圖的504）的比例（例如，507/504）小於第二門檻，則處理電路130可判斷觸控事件並非由觸控筆110碰觸面板120而引發，且可判斷觸控事件由雜訊及/或手部所引發。這些準則係根據觸控筆110碰觸面板120產生的效果而制定。
根據另一實施例，當第一選擇區域（例如，第5圖的A1）及第二選擇區域（如，第6圖的A2）之間的距離小於第一門檻，第一最大值（例如，第5圖的507）及第二最大值（例如，第6圖的504）的比例（例如，507/504）小於第二門檻，及第二最大值（例如，第6圖的504）大於第三門檻，則處理電路130可判斷觸控事件並非由觸控筆110碰觸面板120而引發，且可判斷觸控事件由雜訊及/或手部所引發。這些準則係根據觸控筆110碰觸面板120產生的效果而制定。
第7圖為實施例中，觸控偵測系統100的操作的時序圖。在第一週期C1、第二週期C2、第五週期C5及第六週期C6中，面板120的感測元件122可偵測觸控事件是否由觸控筆110引發。在第三週期C3及第四週期C4中，面板120的感測元件122可偵測觸控事件是否由手部引發。在第七週期C7中，面板120的感測元件122可偵測觸控事件是否由雜訊引發。在第八週期C8中，面板120的感測元件122可執行上行鏈路（uplink）操作以傳送感測資訊。
第一週期C1至第八週期C8的操作可以重複執行。換言之，第八週期C8的運作結束後，可接著進行第一週期C1的運作。根據實施例，面板120的複數個感測元件122可於預定時段（例如，第7圖的時段T1）接收第一訊號S1及第二訊號S2以執行第2圖之觸控偵測方法200。根據較佳實施例，面板120的感測元件122可同時接收第一訊號S1與第二訊號S2。可使用觸控偵測方法200來檢查在第一週期C1、第二週期C2、第五週期C5及第六週期C6中感測到的訊號，以辨別觸控事件是否由雜訊及/或手部引發，而不是由觸控筆110引發。
綜上，觸控偵測系統100及觸控偵測方法200可用以判斷觸控事件係由觸控筆110接觸面板120所引發，或者是其他因素（例如，手部碰觸及/或雜訊）所引發。因此，可有效減少將手部碰觸及/或雜訊誤判為觸控筆110碰觸之錯誤。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:觸控偵測系統
110:觸控筆
120:面板
122:感測元件
130:處理電路
200:觸控偵測方法
210至240:步驟
A1:第一選擇區域
A2:第二選擇區域
C1至C8:週期
d1,d2:距離
L1,L2:位置
S1',S2':訊號
θ:角度
第1圖為實施例中，觸控偵測系統的示意圖。
第2圖為實施例中，用於第1圖之觸控偵測系統之觸控偵測方法之流程圖。
第3圖為觸控筆碰觸面板之示例的第一訊號之強度分佈圖。
第4圖為第3圖之示例中，第二訊號之強度分佈圖。
第5圖為觸控筆未碰觸面板之另一示例的第一訊號之強度分佈圖。
第6圖為第5圖之示例中，第二訊號之強度分佈圖。
第7圖為實施例中，觸控偵測系統的操作的時序圖。
200:觸控偵測方法
210至240:步驟
Claims (13)
- 一種觸控偵測系統，包含： 一觸控筆，包含一筆尖部份及一筆環部分； 一面板，包含複數個感測元件，該複數個感測元件用以接收一觸控事件產生的一第一訊號及一第二訊號；及 一處理電路，耦接於該面板，該處理電路用以判斷對應於該第一訊號之複數個第一區域及複數個第一強度，判斷對應於該第二訊號之複數個第二區域及複數個第二強度，及根據該複數個第一區域、該複數個第一強度、該複數個第二區域及該複數個第二強度判斷該觸控事件是否由該觸控筆碰觸該面板而引發； 其中： 該第一訊號相關於該筆尖部分，及該第二訊號相關於該筆環部分； 該複數個第一強度的一第一最大值對應於該複數個第一區域的一第一選擇區域； 該複數個第二強度的一第二最大值對應於該複數個第二區域的一第二選擇區域； 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的一距離小於一第一門檻，及該第一最大值及該第二最大值之間的一絕對差值小於一第二門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板；及 該第一門檻不大於四個感測元件，且該第二門檻介於該第一最大值之8％至12％之間。
- 如請求項1所述的系統，其中該面板的該複數個感測元件係於一預定時段接收該第一訊號及該第二訊號。
- 如請求項1所述的系統，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，該第一最大值及該第二最大值之間的該絕對差值小於該第二門檻，及該第二最大值大於一第三門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板。
- 如請求項1所述的系統，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，及該第一最大值及該第二最大值的一比例小於一第三門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板。
- 如請求項1所述的系統，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，該第一最大值及該第二最大值的一比例小於一第三門檻，及該第二最大值大於一第四門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板。
- 如請求項1所述的系統，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，及該第一最大值及該第二最大值的該絕對差值大於該第二門檻，則該處理電路判斷該觸控筆碰觸該面板。
- 一種用於一觸控偵測系統的觸控偵測方法，該觸控偵測系統包含一觸控筆、包含複數個感測元件之一面板、及耦接於該面板之一處理電路，該方法包含： 該複數個感測元件用以接收一觸控事件產生的一第一訊號及一第二訊號； 該處理電路判斷對應於該第一訊號之複數個第一區域及複數個第一強度； 該處理電路判斷對應於該第二訊號之複數個第二區域及複數個第二強度；及 該處理電路根據該複數個第一區域、該複數個第一強度、該複數個第二區域及該複數個第二強度判斷該觸控事件是否由該觸控筆碰觸該面板而引發； 其中： 該觸控筆包含一筆尖部份及一筆環部分，該第一訊號相關於該筆尖部分，及該第二訊號相關於該筆環部分； 該複數個第一強度的一第一最大值對應於該複數個第一區域的一第一選擇區域； 該複數個第二強度的一第二最大值對應於該複數個第二區域的一第二選擇區域； 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的一距離小於一第一門檻，及該第一最大值及該第二最大值之間的一絕對差值小於一第二門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板；及 該第一門檻不大於四個感測元件，且該第二門檻介於該第一最大值之8％至12％之間。
- 如請求項7所述的方法，其中該面板的該複數個感測元件係於一預定時段接收該第一訊號及該第二訊號。
- 如請求項7所述的方法，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，該第一最大值及該第二最大值之間的該絕對差值小於該第二門檻，及該第二最大值大於一第三門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板。
- 如請求項7所述的方法，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，及該第一最大值及該第二最大值的一比例小於一第三門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板。
- 如請求項7所述的方法，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，該第一最大值及該第二最大值的一比例小於一第三門檻，及該第二最大值大於一第四門檻，則該處理電路判斷該觸控筆未碰觸該面板。
- 如請求項7所述的方法，其中： 當該第一選擇區域及該第二選擇區域之間的該距離小於該第一門檻，及該第一最大值及該第二最大值的該絕對差值大於該第二門檻，則該處理電路判斷該觸控筆碰觸該面板。
- 如請求項7所述的方法，其中該第一訊號具有一第一頻率，及該第二訊號具有相異於該第一頻率的一第二頻率。
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