触控面板的触控侦测方法以及触控显示器

技术领域

本发明涉及一种触控面板的技术，尤其涉及一种对触控面板的噪声侦测与滤除的方法。

背景技术

电容式触控面板目前已广泛行动装置及穿戴式装置，触控的准确性受面板噪声所影响，一直是本领域亟待解决的问题。目前触控对于面板噪声处理,主要以频率跳频，或使用同步信号在面板的空白间隙(Display Blanking)期间接收触控信号以避开噪声的干扰。然而，频率跳频的方式采用的是固定频率，无法对应于外在环境因素的影响作调整。此外，同步信号的方式受限于面板的空白间隙的时间限制，这影响到接收及处理触控信号的速度。因此，即便现有技术已提出一些方案来进行噪声处理，但在环境条件不佳的情况下仍会将噪声误判为触控操作。

综上所述，实有需要一种更准确且较不受外在环境及面板自身特性影响的方案来侦测及滤除触控面板的噪声，以更准确地识别触控操作。

发明内容

针对以上需求，本申请公开一种对面板噪声侦测与滤除的方法，使得相关产品对于触控事件的判断更加稳定。

本发明一实施例公开了一种用于触控面板的触控侦测方法，包括以多种极性反转模式交替地驱动所述触控面板；针对所述触控面板的每一触控单位，于一预定时间区间内侦测所述触控单位的信号值，并且将所述信号值与一信号阈值进行比较，且以所述每一触控单位保留的所述信号值作为触控结果。其中，所述预定时间区间包括多个时间计数单位；若所述信号值维持高于所述信号阈值的状态达一预定连续计数，则保留所述信号值，否则滤除所述信号值。

本发明另一实施例公开了一种触控显示器，包括一触控面板以及一处理器，其中所述处理器提供多种极性反转模式以交替地驱动所述触控面板，且所述触控面板具有至少一触控单位，所述处理器于一预定时间区间内侦测所述至少一触控单位的一信号值，并将所述信号值与一信号阈值进行比较，其中所述预定时间区间包括多个时间计数单位；若所述信号值高于一信号阈值达一预定连续计数，则保留所述信号值；若所述信号值并未高于所述信号阈值达所述预定连续计数，则滤除所述信号值。

综上所述，本发明通过穿插不同极性反转模式来有效判断出触控面板所感受到的信号值是来自于真实触控操作或极性反转产生的噪声，借此保留实际触控所产生的信号值并滤除噪声。如此一来，触控面板识别触控操作的精准度可以大幅提高，且本发明的方法不受外在环境及面板自身特性影响的方案，故能够有效解决现有技术所面临的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种触控显示器的示意图。

图2A、图2B分别示意了于不同帧对触控面板的画素侦测信号值的示意图。

图3A是将图2中两种极性反转模式交互使用并进行计数的示意图。

图3B是多种极性反转模式的示意图。

图4是本发明用于触控面板的触控侦测方法的架构图。

图5是根据本发明一实施例的触控面板的触控侦测方法的流程图。

具体实施方式

本发明特别以下述例子加以描述，这些例子仅是用以举例说明而已，因为对于熟习此技艺者而言，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。在通篇说明书与权利要求中，除非内容清楚指定，否则“一”以及“所述”的意义包括这一类叙述包括“一或至少一”元件或成分。此外，如本发明所用，除非从特定上下文明显可见将复数排除在外，否则单数冠词也包括多个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述的全部权利要求中时，除非内容清楚指定，否则“在其中”的意思可包括“在其中”与“在其上”。在通篇说明书与权利要求所使用的用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供从业人员(practitioner)在有关本发明的描述上额外的引导。在通篇说明书的任何地方的例子，包括在此所讨论的任何用词的例子的使用，仅是用以举例说明，当然不限制本发明或任何例示用词的范围与意义。同样地，本发明并不限于此说明书中所提出的各种实施例。

在此所使用的用词“实质上(substantially)”、“大约(around)”、“约(about)”或“近乎(approximately)”应大体上意味在给定值或范围的20％以内，较佳是在10％以内。此外，在此所提供的数量可为近似的，因此意味着若无特别陈述，可以用词“大约”、“约”或“近乎”加以表示。当数量、浓度或其他数值或参数有指定的范围、较佳范围或表列出上下理想值的时，应视为特别揭露由任何上下限的数对或理想值所构成的所有范围，不论等范围是否分别揭露。举例而言，如揭露范围某长度为X公分到Y公分，应视为揭露长度为H公分且H可为X到Y之间的任意实数。

此外，若使用“电(性)耦接”或“电(性)连接”一词在此是包括任何直接及间接的电气连接手段。举例而言，若文中描述第一装置电性耦接于第二装置，则代表第一装置可直接连接于第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至第二装置。另外，若描述关于电信号的传输、提供，熟习此技艺者应可以了解电信号的传递过程中可能伴随衰减或其他非理想性的变化，但电信号传输或提供的来源与接收端若无特别叙明，实质上应视为同一信号。举例而言，若由电子电路的端点A传输(或提供)电信号S给电子电路的端点B，其中可能经过电晶体开关的源汲极两端及/或可能的杂散电容而产生电压降，但此设计的目的若非刻意使用传输(或提供)时产生的衰减或其他非理想性的变化而达到某些特定的技术效果，电信号S在电子电路的端点A与端点B应可视为实质上为同一信号。

可了解如在此所使用的用词“包括(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“包括(involving)”等等，为开放性的(open-ended)，即意指包括但不限于。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻的用途，并非用来限制本发明的权利要求。

有鉴于面板噪声来源大部分为画素排列亮/暗的极性转换与参考电压(VCOM)之间的耦合(Coupling)所引起，本发明利用多种不同极性转换所表现出的信号(噪声)差异来判断出面板噪声，再加以滤除。

请参见图1，图1是本发明一种触控显示器100的示意图。如图1所示，触控显示器100包括一触控面板110以及一处理器120，处理器120控制多种极性反转模式交替地驱动触控面板，更确切来说，用不同的极性反转模式去反转液晶。接着，针对触控面板110的每一触控单位，处理器120于一预定时间区间内侦测每一触控单位的信号值，其中每一触控单位可以是单一画素，或是一组3×3的画素组，本发明不特别限制触控单位的尺寸。侦测到的信号值进一步与信号阈值进行比较，信号阈值可以根据实际设计需求作调整，主要功能是用来比对信号值以排除环境噪声(例如白噪声)造成的信号成分。其中，预定时间区间包括多个时间计数单位；若信号值维持高于信号阈值达一预定连续计数，则保留信号值；若信号值维持高于信号阈值未达预定连续计数，则滤除信号值(即噪声成分)。承上所述，处理器120更用于滤除噪声，且处理器120于滤除噪声后，将以每一触控单位最后保留的信号值作为触控结果。

举例来说，图2A、图2B分别示意了于不同帧对触控面板的画素侦测信号值的示意图。其中TX0～TX8分别表示列画素，RX0～RX8分别表示行画素，图中每个画素标注的数字大小代表处理器120侦测到的信号值大小。参见图2A，当画面在第1帧时(以“Frame 1”表示)，所采用的极性反转类型为点反转(以“Dot”表示，进一步示例可参阅图3B)，触控面板110分别于左下角若干画素(以座标为(TX7，RX1)的画素为中心的3×3画素组)以及左上角若干画素(即座标为(TX1，RX0)、(TX1，RX2)、(TX1，RX4)、(TX2，RX2)、(TX2，RX3)的画素)侦测到信号值(扣除掉信号阈值后仍呈现正值)。接着参见图2B，当画面在第2帧时(以Frame 2表示)，所采用的极性反转类型为“2V+1”反转(进一步示例可参阅图3B)“2V+1”表示)，触控面板110分别于左下角若干画素(以座标为(TX7，RX1)的画素为中心的3×3画素组)以及右下角若干画素(即座标为(TX6，RX5)、(TX6，RX6)、(TX6，RX7)、(TX7，RX7)、(TX7，RX8)的画素)侦测到信号值。从图2A所示的第1帧与图2B所示的第2帧比较可得知，左下角若干有信号值的画素侦测到的信号值大小维持不变，故可知属于真实触控所贡献的信号值；反的，左上角若干有信号值的画素仅在第1帧侦测到有信号值，于第2帧则侦测不到信号值(扣除掉信号阈值后为零或负值)，亦即这些左上角的画素的信号值无法维持达两帧，即可判定这些左上角的画素为噪声值，之后由处理器120滤除这些左上角的画素的信号值。以上举例以两帧为预定连续计数(即信号值持续多少帧数方可被视为由实际触控所产生，而非由噪声所产生)，但在本发明其他实施例中此判断条件可以不同。需要注意的是，本文中“滤除”一词可实作为在统计触控位置时不将“被滤除的画素位置”列入计算；另外，也可产生反相信号将“被滤除的画素位置”的信号值抵消，本发明主要着重于判断出噪声出现的画素位置(相当于“伪触控”的位置)，并不限制滤除噪声的作法。请注意，以上所述侦测到的信号值或噪声值皆是与信号阈值比较后仍为正值的成分，而低于信号阈值的成分则被视为环境噪声(例如白噪声)并加以滤除。

以触控面板110的操作频率为60Hz为例，预定时间区间可包括60个时间计数单位(即60帧)，如此一来，最大预定连续计数为59，预定连续计数可为2～59中一整数。一般而言，预定连续计数设定为2即可有效判断出量测到的信号是否实际触控所产生，但有时不同极性反转模式也有可能在相同两帧中的相同画素位置出现噪声，对此，只需要调高预定连续计数的值即可避免将噪声误判为触控信号的情形，惟预定连续计数不得超出最大预定连续计数。

参阅图3A，其为将图2A、图2B中两种极性反转模式交互使用并进行计数的示意图，其中个画素标注的数字代表画素到目前为止的帧数内有信号成分(上述信号值减去信号阈值后仍大于或等于0)的当前计数值(即累加次数)。如图3A所示，在统计了两帧后，仅座标为(TX6，RX5)、(TX6，RX6)、(TX6，RX7)、(TX7，RX7)、(TX7，RX8)的画素的计数值为2，故这些画素上的信号值会保留，其它一些计数值为1的画素上的信号值则会被滤除。

图3B是多种极性反转模式的示意图，其列举了几种常见(但并非全部类型)的极性反转模式，分别为图框反转(Frame Inversion)、列反转(Line Inversion)、栏反转(ColumnInversion)、点反转(Dot Inversion)、及(2V+1)反转，本发明在判断噪声时会执行多种极性反转模式中至少二者，例如图3A的实施例采用点反转和(2V+1)反转两种模式，但在其他实施例中可采用三种或以上的极性反转模式来过滤噪声。

参阅图4，图4是本发明用于触控面板的触控侦测方法的架构图，其可搭配图2A、图2B、图3A及图3B来理解。步骤S402会选取至少两种极性反转模式，诸如列举于图3B中的极性反转模式，并且交替地驱动液晶，其中交替模式可如表1所示，但本发明不以此为限。

表1

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在表1中，触控面板的操作频率为60Hz，预定时间区间可包括60个时间计数单位(即60帧，表中以“Frame”表示)，其中模式1是等比例插入模式的一例，且模式2是非等比例插入模式的一例。模式1、模式2皆包括点反转以及(2V+1)两种反转模式，N＝2代表每两帧会有一帧插入(2V+1)反转模式，N＝3代表每三帧会有一帧会插入(2V+1)反转模式。在步骤S404～S414中，可参见图3A，对于一触控单位而言，侦测到的信号值维持大于信号阈值达预定连续计数(例如计数达到2～59中任一整数)才会保留，否则进行滤除。在步骤416中，所有触控单位最后保留下来的信号值会作为最终的触控结果，且触控单位的数量可为单一或多个。

进一步而言，在模式1中，从第一帧(Frame 1)至最后一帧(Frame 60)，于奇数帧以点反转模式驱动触控面板，且于偶数帧以(2V+1)反转模式驱动触控面板。在模式2中，从第一帧至最后一帧，第(3N-1)帧、第(3N-2)帧以点反转模式驱动触控面板，且第3N时间计数单位以(2V+1)反转模式驱动触控面板，其中N为正整数。请注意，表1所揭露的模式1和模式2中的点反转模式和(2V+1)反转模式皆遵循一有次序的排程交替地驱动触控面板，然而在本发明其他实施例亦可根据随机排程来交替地驱动触控面板，亦即(2V+1)反转模式并非周期性地出现。此外，表1所揭露的模式1和模式2中的点反转模式和(2V+1)反转模式可置换为图3B中任二极性反转模式。

请参考图5，图5是根据本发明一实施例的触控面板的触控侦测方法的流程图。请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图5所示的执行次序来执行。图5所示的触控侦测方法可被图1所示的触控显示器100所采用，并可简单归纳为下列步骤：

步骤S502：以多种极性反转模式交替地驱动触控面板；

步骤S504：于预定时间区间内侦测触控面板的每一触控单位的信号值；

步骤S506：将每一触控单位的信号值与信号阈值进行比较，若信号值维持高于信号阈值的状态达预定连续计数，则保留此信号值；若否

(信号值维持高于信号阈值的状态未达预定连续计数)，则滤除此信号值；

步骤S508：以每一触控单位保留的信号值作为触控结果。

综上所述，本发明通过穿插不同极性反转模式来有效判断出触控面板所感受到的信号值是来自于真实触控操作或极性反转产生的噪声，借此保留实际触控所产生的信号值并滤除噪声。如此一来，触控面板识别触控操作的精准度可以大幅提高，且本发明的方法不受外在环境及面板自身特性影响的方案，故能够有效解决现有技术所面临的问题。

由于熟习技艺者在阅读完以上段落后应可轻易了解图5中每一步骤的细节，为求简洁，在此将省略进一步的描述。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。