以单层传感器实现二维应用的电容式触摸板及其定位方法.pdf

本发明提供以单层传感器实现二维应用的电容式触摸板及其定位方法，该电容式触摸板包括控制器、多条扫描线以及分布在该单层传感器上的多个感应电极，每个感应电极经一条扫描线连接到该控制器，以传送其感应量给该控制器。为定位触碰位置，该控制器从所述的感应电极选择一个或多个当作参考点进行内插运算，产生该触碰位置的二维坐标。

1.  一种以单层传感器实现二维应用的电容式触摸板，其特征在于，该电容式触摸板包括：
多个感应电极，分布在所述的单层传感器上；
控制器；以及
多条扫描线，每一个感应电极经所述的扫描线其中之一连接到所述的控制器，以传送其感应量给该控制器；
其中，所述的控制器在定位一个或多个碰触位置时，是根据所述的感应电极的感应量及位置进行内插运算，以决定所述的一个或多个碰触位置的二维坐标。

2.  如权利要求1的电容式触摸板，其特征在于，所述的控制器是从所述的感应电极选择一个或多个当作所述的内插运算的参考点。

3.  如权利要求1的电容式触摸板，其特征在于，所述的控制器是选择第一方向上最大感应量的感应电极当作该第一方向的参考点，以及第二方向上最大感应量的感应电极当作该第二方向的参考点。

4.  如权利要求1的电容式触摸板，其特征在于，所述的控制器是选择第一方向上感应量大于第一临界值的感应电极当作该第一方向的参考点，以及第二方向上感应量大于第二临界值的感应电极当作该第二方向的参考点。

5.  一种电容式触摸板的定位方法，其特征在于，该定位方法包括：
从分布在单层传感器上的多个感应电极取得在第一及第二方向上的感应量分布；以及
根据所述的感应电极的感应量及位置进行内插运算，以决定所述的一个或多个碰触位置的二维坐标。

6.  如权利要求5的定位方法，其特征在于，该定位方法还包括从所述的感应电极选择一个或多个当作所述的内插运算的参考点。

7.  如权利要求6的定位方法，其特征在于，所述的第一方向的参考点是该第一方向上最大感应量的感应电极，以及所述的第二方向的参考点是该第二方向上最大感应量的感应电极。

8.  如权利要求6的定位方法，其特征在于，所述的第一方向的参考点是该第一方向上感应量大于第一临界值的感应电极，以及所述的第二方向的参考点是该第二方向上感应量大于第二临界值的感应电极。

以单层传感器实现二维应用的电容式触摸板及其定位方法
技术领域
本发明是有关一种电容式触摸板，特别是关于一种使用单层传感器的电容式触摸板。
背景技术
在二维的应用中，为提供精确的触控感应，电容式触摸板必须具备良好的二维坐标定位能力，因此现有的电容式触摸板皆使用双层传感器架构。如图1所示，双层传感器的电容式触摸板包括两层不同方向的传感器彼此重迭。为方便说明，这两层传感器分别称为第一方向传感器及第二方向传感器。每条第一方向传感器经一条扫描线14连接到控制器12，以传送其感应量给控制器12，第二方向传感器亦然(图中未示)。控制器12借着扫描第一方向传感器及第二方向传感器的扫描线得知感应量的分布，进而判断碰触位置。当触摸板10上只有一个碰触位置时，控制器12可以定位出该碰触位置的二维坐标，进而获得用户手指的位置信息，但是在多指检测时可能出现鬼影位置(ghost position)的问题。例如图1中所示，手指16和18碰触触摸板10造成的第一方向及第二方向感应量如图1左右两侧的感应量坐标图所示，控制器12可藉此得知有两个碰触位置，却无法判断这两个碰触位置之间的相对关系。例如图2所示，无论手指16及18在触摸板10上的位置是(X1，Y1)及(X2，Y2)，或是(X1，Y2)及(X2，Y1)，在传感器上造成的感应量分布都和图1所示的感应量坐标图一样，因此控制器12极易误判。如果同时碰触(X1，Y1)、(X2，Y1)、(X1，Y2)和(X2，Y2)四个位置，或这四个位置中的任何三个，其造成的感应量分布也和图1所示的感应量坐标图一样，因此控制器12也无法分辨碰触位置是两个、三个或四个。从图1所示的触摸板10可知，每条第一方向传感器在第一方向上露出多个感应电极，但是全部串联到同一条扫描线14，第二方向传感器也是如此。因此，碰触同一条传感器在不同位置上的感应电极，控制器12接收到的感应量是一样的。如果控制器12扫描到的感应量分布显示第一方向及第二方向上皆有两个或两个以上的碰触位置，则控制器12便无法准确判断实际的碰触位置。
发明内容
本发明的目的之一，在于提出一种以单层传感器实现二维应用的电容式触摸板。
本发明的目的之一，在于提出一种电容式触摸板及其定位方法。
根据本发明，一种以单层传感器实现二维应用的电容式触摸板包括控制器藉多条扫描线连接多个分布在该单层传感器上的感应电极，但是每个感应电极独自以一条扫描线连接到该控制器。该控制器在定位时，是根据所述的感应电极的感应量及位置进行内插运算，以决定碰触为置的二维坐标。
根据本发明，一种电容式触摸板的定位方法包括：从分布在单层传感器上的多个感应电极取得在第一及第二方向上的感应量分布；以及根据所述的感应电极的感应量及位置进行内插运算，以决定所述的一个或多个碰触位置的二维坐标。
由于电容式触摸板的成本主要取决于传感器，本发明仅使用单层传感器便能提供二维坐标定位能力，因此有效降低成本。
附图说明
图1是现有电容式触摸板的示意图；
图2是鬼影位置的示意图；
图3是本发明一实施例的示意图；
图4是以图3的实施例做单指检测的示意图；
图5是以图3的实施例做双指检测的示意图；以及
图6是以图3的实施例做双指检测的又一示意图。
附图标号：
10    触摸板
12    控制器
14    扫描线
16    手指
18    手指
20    控制器
22    扫描线
24    触摸板
26    感应电极
28    手指
30    手指
32    手指
具体实施方式
图3是本发明一实施例的示意图，触摸板24上有多个位于同一层的感应电极26，其位置以B00～B53表示，每个感应电极26独自藉一条扫描线22连接到控制器20。当有导体(例如手指)碰触触摸板24时，控制器20根据各感应电极26的位置及感应量进行演算，定位出碰触位置的二维坐标。
参照图4，触摸板24上的第一方向感应量绘示于触摸板24的上方，第二方向感应量绘示于触摸板24的右侧，每个黑点表示一个感应电极26的感应量。由这些感应量坐标图可以看出，手指28造成的第一方向最大感应量出现在B12，第二方向最大感应量出现在B03，而B02和B13次之。为精确定位手指28的二维坐标，本实施例提出两种运算方式，以内插64点进行碰触位置的二维坐标定位运算。为简化说明，以下仅列出第二方向坐标的计算式，第一方向坐标的计算式可依此类推。
第一种运算方式是以感应量最大的感应电极26当做参考点。例如在图4中，第二方向上的最大感应量出现在B03，因此将B03所在位置当作内插运算的坐标参考点，取得第二方向坐标X＝(B00×64+B01×64×2+B02×64×3+B03×64×4)/(B00+B01+B02+B03)，第一方向坐标也是以B03当作参考点进行内插运算。
第二种方式是将感应量大于临界值的感应电极26都当作参考点。例如图4的B02、B03、B12、B13的感应量都明显高于其他未被手指28碰触到的感应电极26，因此都视为高于临界值，当作内插运算的参考点，得到第二方向坐标：
X＝{[(B00×64+B01×64×2+B02×64×3+B03×64×4)/(B00+B01+B02+B03)]+[(B10×64+B11×64×2+B12×64×3+B13×64×4)/(B10+B11+B12+B13)]}/2。第一方向坐标也是相同的方法取得。
相较于第二种运算方式，第一种运算方式较为简单，但有可能出现轻微的跳点。
图5是以图3的实施例进行双指检测的示意图，手指30和32造成的感应量绘示于触摸板24的上方及右侧的感应量坐标图，同样以内插64点计算碰触位置的二维坐标。如果以感应量最大的感应电极26当作参考点进行计算，参照图6，以虚线框示的感应量坐标分别为手指30和32造成感应量出现变化的区域。手指30造成的第二方向最大感应量出现在B02，手指32造成的第二方向最大感应量出现在B33，因此，以B00、B01、B02、B03计算，得到手指30的第二方向坐标：
X1＝(B00×64+B01×64×2+B02×64×3+B03×64×4)/(B00+B01+B02+B03)，手指32的第二方向坐标：
X2＝(B30×64+B31×64×2+B32×64×3+B34×64×4)/(B30+B31+B32+B33)。
手指30的垂直坐标以B02、B12、B22、B32、B42、B52计算，手指32的垂直坐标以B03、B13、B23、B33、B43、B53计算。
若以第二种运算方式，将感应量大于临界值的感应电极26都当作参考点，例如将B01、B02、B11、B12都当作参考点，可得手指30的第二方向坐标：
X1＝{[(B00×64+B01×64×2+B02×64×3+B03×64×4)/(B00+B01+B02+B03)]+[(B10×64+B11×64×2+B12×64×2+B13×64×4)/(B10+B11+B12+B13)]}/2，手指32的第二方向坐标则以B32、B33、B42、B43当作参考点计算，得到X2＝{[(B30×64+B31×64×2+B32×64×3+B33×64×4)/(B30+B31+B32+B33)]+[(B40×64+B41×64×2+B42×64×2+B43×64×4)/(B40+B41+B42+B43)]}/2。
在其他的实施例中，也可采用不同的内插点数或运算公式提供二维坐标的定位演算。
以使用者手指直径为1公分做估算，本实施例将每个感应电极26的大小设计成0.5×0.5cm²，如此可以确保手指必定触碰到至少两个感应电极26，以通过内插运算取得准确的二维坐标。在其他实施例中，可以将感应电极的大小以其他尺寸实现。
在不同的实施例中，感应电极26也可以排列成非方正的矩阵，二维坐标的两个方向也可以不是正交的。
由于电容式触摸板的成本主要取决于传感器，本发明仅使用单层传感器便能提供二维坐标定位能力，因此有效降低成本。