【技术领域】
[0001] 本
发明涉及一种触控辨识装置的感测方法及其感测模块，特别是关于一种判断触控讯号读取时，若有
手指或异物位于触控辨识装置上的参考
电极的感测方法及其感测模块，如何快速校正并提高整体感测精确度。【背景技术】
[0002] 触控面板或触控屏幕是主要的现代人机
接口之一，作为一种
位置辨识装置，能够巧妙的结合输入和显示接口，故具有节省装置空间和操作人性化的优点，目前已非常广泛应用在各式消费性或者工业性
电子产品上。举例：
个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、掌上电脑(palm-sized PC)、平板计算机(tablet computer)、
移动电话(mobile phone)、信息家电(Information Appliance)、销售柜员机(Point-Of-Sale，POS)等装置上。
[0003] 现有电容式触控面板包括
数据处理模块、驱动电极及感应电极等，其中驱动电极及感应电极分别经由各自的接口与数据处理模块电性链接。驱动电极是由相互平行的复数个驱动电极条所组成，感应电极是由复数个相互平行的感应电极条所组成，其中各驱动电极条与各感应电极条是互相垂直配置而形成复数个交叉处。当驱动电极受到驱动
电压的驱动时，其与感应电极之间形成
电场，使得感应电极产生感应电荷，而具有一交互电容，复数个驱动电极条与复数个感应电极条即形成复数个电场，因此可拟似每一该交叉处即具有一交互电容，复数个交叉处即形成交互电容数组。交互电容数组在稳态的环境下，具有一稳定的电容量(以下称基底电容)，使得感应电极产生一感应电压(此时的感应电压称为基底电压)，数据处理模块经由其接口读取感应电压。当手指或其他导电物质接近交叉处时，将改变该处的电场，造成感应电压变化。变化的感应电压向数据处理模块传输后，由模拟对数字转换器转换成数字讯号后，再由经由
算法辨识其是否为一触控讯号，决定是否进行触碰位置的演算，进而处理形成向主机端输出的触碰信息输入数据。其中，主机端为具有至少一
中央处理器(CPU)控制的设备，例如计算机、PDA等。
[0004] 由于驱动电极与感应电极之间所形成的电场容易受到外来
电磁波等的干扰，导致不能准确地量测手指等
导电性物质所引起的电容性充电转移的电荷量变化。因此
现有技术有利用讯号相减的方式将此一噪声减除的方法，其重复进行一量测循环，得到二个以上不同的感测电压讯号再相减。藉由差分法(deferential)处理二个以上不同的感测电压讯号，以得到消除基底噪声(common mode noise)的触控讯号。采用一般差分法虽然可以消除基底噪声，但是需要两两成对的感测讯号来计算出差分值，可能在量测过程中有手指或异物触碰，影响后端运算例如采用差分法计算而造成精确度或
分辨率下降。【发明内容】
[0005] 为了克服上述习知技术的缺点，本发明提供下列各种
实施例来解决上述问题。
[0006] 本发明实施例提供一种触控辨识装置采用参考电极进行感测方法及其感测模块，通过周期性或实时性穿插执行一判断程序于执行感测方法的一般周期波差异比较运算中，读取分辨判断一第一参考电极的受扰及其受扰区段，另通过本发明中新的参考电极选取方法，找到一第二感测电极其于前述受扰区段为受扰者，供给接续作为更替的第二参考电极；以此第二参考电极对该原本受扰区进行读取，对受扰区段做运算补偿，补足受扰区段为正确读取值，且全
帧(FRAME)得以取得正确归原的读值。因此，快速解决参考电极的噪声干涉，进而提高整体感测精确度。
[0007] 触控辨识装置预先设定正确触碰与无触碰等的阈限值。前项设置完成，可开始常规量测，其是基于采用第一参考电极所得知一组读取的感测值；前项动作的接续为一默认阈限值检验程序以标示受扰区段，也就是利用此默认阈限值检验程序以判断第一感测电极(第一参考电极)是否异常；若无受扰，则反复进行如前述的常规读取，否则对受扰区段，根据阈限值，
选定其他参考电极，在该区段的各驱动电极确定一感测电极其为合于无受扰条件者，令其为一第二参考电极；并以此第二参考电极，为二次读取的参考电极；以预存向量差在一次与二次读取中做校正，获得全帧归原的正确读值；回复常态读取。
[0008] 为了达到上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明实施例提供一种触控辨识装置的感测方法及其感测模块，其中触控辨识装置包括复数个感测电极、复数个驱动电极及一电性连接复数个驱动电极及复数个感测电极的处理单元，复数个感测电极与复数个驱动电极交会而具有复数个
节点。
[0009] 所述感测模块执行感测方法的步骤包括：通过处理单元选定复数个感测电极中的一第一感测电极并设为一第一参考电极；通过处理单元进行一量测循环，以得到复数个节点的感测读值；根据复数个感测读值判断第一感测电极是否异常；以及当第一感测电极为异常，第一感测电极与其交会的复数个驱动电极的其一上具有一受触碰点，则通过处理单元执行一选定新的参考电极程序，以替换掉第一感测电极。
[0010] 其中，处理单元执行该选定参考电极程序包括：找出受触碰点上的驱动电极与其他复数个感测电极交会的复数个节点，以定义为复数个候选节点，其中被定义的复数个候选节点的感测读值需符合一理想基底值；判断候选节点的感测读值减去受触碰点的感测读值后是否符合一临界值，并定义符合临界值的候选节点为一完美节点；以及根据完美节点所在的感测电极，选出最邻近第一感测电极的感测电极，以替换第一感测电极。
[0011] 在一实施例中，判断第一感测电极是否异常的步骤，也就是所述默认阈限值检验程序包括：计算同一个驱动电极上的每一节点的感测读值，分别与第一感测电极上节点的感测读值之间的一差异值；比较差异值是否高于或低于一阈限值；以及，若差异值高于或低于阈限值，则判断第一感测电极为异常。
[0012] 在一实施例中，当第一感测电极被判断为异常时，则停止通过第一感测电极设为参考电极所进行的量测循环。
[0013] 在一实施例中，进行量测循环前，于无指向组件
接触触控辨识装置的理想环境下执行一基底量测，以获得所有复数个节点的感测读值，并计算得到理想基底值。
[0014] 在一实施例中，符合理想基底值的条件定义为位于理想基底值的正负10％差。
[0015] 在一实施例中，触控辨识装置更包括提供一中央处理模块，电性连接处理单元。中央处理模块包括复数个缓存器(register)，中央处理模块利用复数个缓存器，将具有受触碰点的驱动电极对应进行记录，其中复数个缓存器的单位为n bit(位元)的向量，且复数个缓存器的数量与复数个驱动电极的数量相关，当候选节点的感测读值的差异未符合临界值，则缓存器的bit(位元)纪录为1；当候选节点的感测读值的差异符合临界值，则缓存器的bit(位元)纪录为0。【
附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例中一种应用于触控辨识装置的感测模块的示意图。
[0017] 图2为本发明实施例中一种应用于触控辨识装置的感测模块的示意图。
[0018] 图3为本发明实施例中一种应用于触控辨识装置的感测方法的
流程图。
[0019] 图4为本发明实施例中判断第一感测电极是否异常的方法流程图。
[0020] 附图标号说明
[0021] 100感测模块
[0022] 110处理单元
[0023] 120、D1-D7驱动电极
[0024] 130、S1-S4感测电极
[0025] D1S1、D1S2、D1S3、D1S4、D2S1、D2S2…节点【具体实施方式】
[0026] 本领域的普通技术人员可以理解到，本发明实施例提供的方法所包含的各个步骤，其执行顺序未必依照所述实施例所示的顺序，除非各个步骤间有特别说明的依存关系，否则本发明并不限定各个步骤间的执行顺序。除此的外，在不影响本发明所提供的精神的情况下，各个步骤间可以插入其他步骤。如此衍生出的实作范例，也会落入本发明的范围当中。
[0027] 请参照图1，是本发明第一实施例中的一种触控辨识装置的感测模块100。一种触控辨识装置的感测模块100包括一处理单元110、复数个驱动电极120及复数个感测电极130。于本实施例中，驱动电极120包括至少7条驱动电极D1-D7，感测电极130包括至少4条感测电极S1-S4。复数个驱动电极120与复数个感测电极130交会而具有复数个节点D1S1、D1S2、D1S3、D1S4、D2S1、D2S2…等。处理单元110电性连接感测电极130及驱动电极120，用以驱动驱动电极120并感测感测电极130上的电容变化，以得到复数个节点的复数个点量测值。
[0028] 上述感测模块100用以执行以下本发明实施例中的一种触控辨识装置的感测方法。
[0029] 请参照图3及图4，是本发明实施例中一种触控辨识装置的感测方法的流程示意图，并配合图1及图2中第一及第二实施例说明。本发明实施例的感测方法包括以下步骤S100-S160来执行判断及选定参考电极程序，以进行触控量测。
[0030] 步骤S100：进行量测循环前，于无指向组件接触触控辨识装置的理想环境下执行一基底量测，以获得所有复数个节点的感测读值，并计算得到一理想基底值。根据所有复数个节点的感测读值，计算得到理想基底值可以是所有节点的感测读值的平均值，但本发明不限于采用平均值作为理想基底值的计算方式。
[0031] 步骤S110：选定复数个感测电极S1-S4中的一第一感测电极。于本实施例中预先选定感测电极S1为第一感测电极，并设定感测电极S1作为参考电极来使用。第一感测电极S1与复数个驱动电极D1-D7交会而具有复数个第一节点D1S1、D2S1、D3S1…等。在一实施例中，设定感测电极S1作为参考电极的步骤，包括将感测电极S1电性连接至一参考电极
电路，使得处理单元110在此一量测循环中，可将经由第一感测电极S1所收到的讯号进行反向处理，例如乘上一负号，以节省运算时间。
[0032] 步骤S120：驱动一个或一个以上的驱动电极，量测感测电极以得到一个或一个以上节点的感测读值。在本实施例中，上述复数个节点的感测读值为周期波驱动所产生的变异值。
[0033] 在一实施例中，得到感测读值的步骤更包括：驱动复数个驱动电极的其一者或一部份者；同时或依序量测一个或一部份感测电极以得到一个或一个以上节点的感测读值；停止驱动；驱动复数个驱动电极的另一者或其余部分者；同时或依序量测另一个或另一部份感测电极以得到另一个或其余部分节点的感测读值；以及，重复上述驱动动作，以得到全部节点的感测读值。在另一实施例中，得到感测读值的步骤更包括：同时驱动复数个驱动电极的全部者；以及，量测全部的感测电极以得到全部节点的感测读值。
[0034] 在一实施例中，如图1中空心箭头所示，先驱动驱动电极D1，依序得到不同节点D1S1、D1S2、D1S3、D1S4的感测读值。接着，跟着箭头方向依序驱动驱动电极D2，而得到不同节点D2S1、D2S2、D2S3、D2S4的感测读值。然后，依序驱动驱动电极D3及D4，而得到节点D3S1、D3S2、D3S3、D3S4、D4S1、D4S2、D4S3、D4S4的感测读值。
[0035] 在另一实施例中，如图1中实心箭头所示，第一次先驱动驱动电极D1，依序得到不同节点D1S1、D1S2、D1S3、D1S4的感测读值。接着，跟着实心大箭头方向，第二次直接跳选驱动驱动电极D4，而得到不同节点D4S1、D4S2、D4S3、D4S4的感测读值。然后，继续跳选驱动其他驱动电极。其中，第二次驱动可直接跳选驱动电极D4，也就是距离第一次驱动驱动电极D1处，相差隔了3条驱动电极；本发明并不限定此实施例，抑或是可跳选相差隔了4-5条的驱动电极D5或D6，来加快感测方法的反应时间。
[0036] 本发明并不限定于此步骤中得到全部的感测读值，可先执行驱动驱动电极的其一者或一部份者，并得到部分节点的感测读值，即可接续下个步骤S130，再回到步骤S120以得到全部感测读值。
[0037] 步骤S130：判断第一感测电极是否异常。如图3所示判断程序的流程示意图，其包括步骤S131至S134。
[0038] 步骤S131：计算同一个驱动电极上的每一节点的感测读值，分别与第一感测电极S1上第一节点的感测读值之间的差异值。如图1所示，于步骤S120中，驱动驱动电极D1后，依序求出第一节点D1S1的感测读值分别与其他节点D1S2、D1S3、D1S4的感测读值之间的差异值，然后进行步骤S132；或是再驱动驱动电极D2后，依序求出第一节点D2S1的感测读值分别与其他节点D2S2、D2S3、D2S4的感测读值之间的差异值，再继续进行。上述感测电极所感应的感测读值是周期波驱动所产生的变异，利用本步骤再计算比较二者的差异。
[0039] 步骤S132：检查步骤S131所得到的差异值是否高于或低于感测模块100所设定的一阈限值。当无指向对象如手指或
触控笔等触碰感测模块时，若感测模块要判别参考电极上是否有其他异物触碰，也就是判别感测电极是否有受扰及其受扰区段，则是进行周期波驱动变异衰减比较，因其感测读值会被其他异物等非指向对象(例如
水渍、汗渍、脏污)造成衰减，因此上述步骤是为了观察判断此衰减是否由非指向对象所引起。若差异值高于阈限值，则判断有指向对象触碰第一感测电极。若差异值低于阈限值，则判断为一非指向对象触碰第一感测电极。
[0040] 步骤S133：当差异值高于或低于阈限值，则判断第一感测电极S1为异常。如图1所示，由于节点D3S2与第一节点D3S1的差异值高于或低于阈限值，因此判断第一感测电极S1为异常。至于节点D1S2、D1S3、D1S4分别与第一节点D1S1的差异值皆高于或低于阈限值，因此也判断第一感测电极S1为异常。如图2所示，除了节点D1S2、D1S3、D1S4分别与第一节点D1S1的差异值皆高于或低于阈限值，节点D4S2、D4S3、D4S4分别与第一节点D4S1的差异值亦皆高于或低于阈限值，因此判断第一感测电极S1为异常。
[0041] 步骤S134：同时，当第一感测电极被判断为异常时，则感测模块可选择性地停止通过第一感测电极设为参考电极所进行的触控量测循环。当判断第一感测电极遭到手指触碰或是有异物于其上时，先前所获得节点的感测读值讯号，则以新读的感测读值，
覆盖旧读的感测读值；或是可直接将旧的感测读值丢弃不使用。
[0042] 在一较佳实施例中，当至少一个差异值高于或低于阈限值时，停止触控量测循环。在另一实施例中，在相同驱动电极上，差异值高于或低于阈限值的感测节点的数量为至少两个，则停止触控量测循环。
[0043] 上述步骤S130中判断程序可以采用周期性检测或实时性检测。若采用周期性检测，则执行数次量测循环后，执行一次此判断程序，来扫描全面板，以确认被选定作为参考电极的感测电极是否适当；若采用实时性检测，则量测循环下的每次周期波变异衰减比较后即进行判断程序。每次取得节点讯号进行周期波变异衰减比较时，先将差异值依感测模块所设条件，判断作为参考电极的第一感测电极是否遭触碰，是否执行以下步骤来执行一选定参考电极程序，再进行其他讯号处理或判断，例如报点。
[0044] 步骤S140：承续步骤S130，由于当第一感测电极被判断为异常时，得知第一感测电极与其交会的驱动电极上具有至少一受触碰点。例如图1中所示第一实施例，可得知第一感测电极上的受触碰点为D1S1、D3S1；在图2的第二实施例中，可得知第一感测电极上的受触碰点有两个分别为D1S1、D4S1。
[0045] 步骤S150：通过处理单元执行一选定参考电极程序，以替换第一感测电极而设为参考电极。其中，处理单元执行选定参考电极程序包括步骤S151至S154。
[0046] 步骤S151：根据步骤S140，找出受触碰点上的驱动电极与其他感测电极交会的节点，以定义为复数个候选节点，其中被定义的复数个候选节点的感测读值需符合一理想基底值。例如图1中所示第一实施例，可得知第一感测电极上的受触碰点为D1S1、D3S1，其所在的驱动电极与其他感测电极交会的节点为D1S2、D1S3、D1S4、D3S2～4，根据步骤S100可知节点D1S2、D1S3、D1S4的感测读值是否符合理想基底值的条件定义，例如，当感测读值分别位于理想基底值的正负10％差的范围内，则符合理想基底值的条件定义，但本发明所定义不在此限；若上述节点D1S2、D1S3、D1S4的感测读值皆符合理想基底值，则定义为候选节点。
[0047] 至于，图2的第二实施例中，可得知第一感测电极上的受触碰点有两个分别为D1S1、D4S1，其所在的驱动电极与其他感测电极交会的候选节点可能为D1S2、D1S3、D1S4、D4S2、D4S3、D4S4。根据步骤S100可知节点D1S2、D1S3、D1S4、D4S2、D4S3、D4S4的感测读值是否符合理想基底值的条件定义，分别位于理想基底值的正负10％差的范围内；若上述节点D1S2、D1S3、D1S4、D4S2、D4S3、D4S4的感测读值皆符合理想基底值，则定义为候选节点。
[0048] 步骤S152：判断候选节点的感测读值减去受触碰点的感测读值后是否符合一临界值，并定义符合临界值的候选节点为一完美节点。也就是说，本步骤通过候选节点符合临界值的条件，以确认候选节点未被任何手指或异物触碰。在本实施例中，临界值可以由感测模块预先设定，或是由步骤S100中理想基底值换算得到，但本发明并不限于此。举例来说，图1的候选节点D1S2、D1S3、D1S4若皆符合临界值，也就是可定义为一完美节点；图2的候选节点D1S2、D1S3、D1S4、D4S2、D4S3、D4S4若皆符合临界值，也就是可定义为完美节点。
[0049] 上述步骤S140-S152可透过中央处理模块(未图标)的缓存器(register)加快判断及指令周期。中央处理模块电性连接处理单元110，其中中央处理模块包括复数个缓存器(register)，中央处理模块保留并利用复数个缓存器，作为驱动电极异常的纪载；换句话说，每一个缓存器对应有至少一个驱动电极，缓存器将具有受触碰点的驱动电极先进行记录。其中缓存器的单位为n bit vector，且缓存器的数量与驱动电极的数量相关。也就是说，当第一感测电极为异常，第一感测电极与其交会的驱动电极的其一上具有受触碰点，因此中央处理单元保留对应驱动电极的缓存器，已将具有受触碰点的驱动电极记载为异常。
[0050] 于驱动并量测讯号得到感测读值后，如步骤S151-S152结果，当该候选节点的感测读值的差异未符合该临界值，则该候选节点上的该驱动电极对应的缓存器的bit纪录为0；当该候选节点的感测读值的差异符合该临界值，则该候选节点上的该驱动电极对应的缓存器的bit纪录为1；换句话说，所对应缓存器的bit纪录为1的驱动电极上具有完美节点，因此，后续仅需对bit纪录为1的驱动电极进行动作，因此可加快处理指令周期。
[0051] 步骤S153：根据完美节点所在的感测电极，选出最邻近第一感测电极的感测电极，来作为参考电极。例如，图1的完美节点D1S2、D1S3、D1S4分别所在的感测电极为S2、S3及S4，其最邻近原本的第一感测电极S1的感测电极为S2；图2的完美节点D1S2、D1S3、D1S4、D4S2、D4S3、D4S4分别所在的感测电极为S2、S3及S4，其最邻近原本的第一感测电极S1的感测电极为S2。因此，图1及图2中的两实施例，皆选定感测电极S2作为参考电极。
[0052] 步骤S154：根据步骤S153选出的感测电极，以替换第一感测电极。在本实施例中，先前通过第一感测电极进行循环量测所获得节点的感测读值讯号，则以新读的感测读值，覆盖旧读的感测读值；或是可直接将旧的感测读值丢弃不使用。
[0053] 步骤S160：接续步骤S130或S154，若第一感测电极未有异常，或是另外选定其他感测电极作为参考电极后，进行触控量测。在本实施例中，感测电极作为参考电极，除了将电性连接至一参考电极电路，触控量测更包括：电性连接复数个感测电极的其余者至一正向量测电路，并进行触控量测而得到一触控讯号。进行触控量测的步骤包括：参考电极电路依序会同正向量测电路进行量测，分别同步得到一反向讯号及一正向讯号；以及，通过一模拟数字转换电路接收反向讯号及正向讯号，来转换得到一触控讯号，其中，正向讯号与反向讯号的
相位讯号是180度偏移。
[0054] 本发明实施例提供一种触控辨识装置的感测方法及其感测模块，通过周期性或实时性穿插执行一判断程序于执行感测方法的一般周期波差异比较运算中，读取分辨判断一第一参考电极的受扰及其受扰区段，另通过本发明中新的参考电极选取方法，找到一第二感测电极其于前述受扰区段为受扰者，供给接续作为更替的第二参考电极；以此第二参考电极对该原本受扰区进行读取，对受扰区段做运算补偿，补足受扰区段为正确读取值，且全帧(FRAME)得以取得正确归原的读值。因此，快速解决参考电极的噪声干涉，进而提高整体感测精确度。
