可攜式電子裝置及其觸控感測芯片與控制方法與流程

本發(fā)明與可攜式電子裝置相關(guān)，并且尤其與校正可攜式電子裝置的觸控感應(yīng)模塊的技術(shù)相關(guān)。

背景技術(shù)：

隨著科技日益進步，近年來各種電子產(chǎn)品的操作界面都愈來愈人性化。舉例而言，通過觸控屏幕，使用者可直接以手指或觸控筆在屏幕上操作程序、輸入訊息/文字/圖樣，省去使用鍵盤或按鍵等輸入裝置的麻煩。實際上，觸控屏幕通常是由一感應(yīng)面板及設(shè)置于感應(yīng)面板后方的顯示器組成。根據(jù)使用者在感應(yīng)面板上所觸碰的位置，以及當時顯示器所呈現(xiàn)的畫面，電子裝置即可判斷該次觸碰的意涵，并執(zhí)行相對應(yīng)的操作結(jié)果。

現(xiàn)行觸控技術(shù)大致分為電阻式、電容式、電磁感應(yīng)式、超聲波式以及光學(xué)式幾類，其中尤以電容式觸控技術(shù)目前最為廣泛應(yīng)用于可攜式電子產(chǎn)品中。自電容式(self-capacitance)觸控技術(shù)是以使用者觸碰造成的感應(yīng)電極的電容變化量來判斷觸碰發(fā)生位置。一般而言，在使用者未碰觸時，各感應(yīng)電極原本即具有一背景電容量。所謂電容變化量是指感應(yīng)電極受使用者影響后的電容量與該背景電容量的差異。理想上，該背景電容量應(yīng)大致保持固定不變。然而，在現(xiàn)實情況中，當環(huán)境溫度瞬間出現(xiàn)劇烈變化時，感應(yīng)電極的背景電容量往往會隨之大幅改變。在尚未重新校正這些背景電容量之前，后端電路可能會誤將實際上未被碰觸的點視為被碰觸，或是將使用者碰觸的點視為未被碰觸，進而引發(fā)錯誤的操作結(jié)果。

請參閱圖1呈現(xiàn)的背景電容量變化態(tài)樣范例。在時間點t1之前，感應(yīng)電極的背景電容量為a。假設(shè)原本后端電路被設(shè)定為：當檢測到一感應(yīng)電極的電容量高于背景電容量，且兩者間的差異高于一預(yù)設(shè)值Δ時，便判定該感應(yīng)電極受到使用者碰觸。在這個情況下，若一感應(yīng)電極的電容量高于圖1中標示的電容 門檻值b，后端電路即判定該感應(yīng)電極受到使用者碰觸。在時間點t1之后，因為電子裝置所在的環(huán)境溫度的急遽變化，感應(yīng)電極的背景電容量開始升高，并且在時間點t2趨于穩(wěn)定，隨后保持為c。由圖1可看出，即使在使用者未碰觸感應(yīng)電極的情況下，后端電路也會因檢測到感應(yīng)電極的電容量高于電容門檻值b，而誤判使用者持續(xù)碰觸該感應(yīng)電極。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種新的可攜式電子裝置及其控制方法。利用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)的電阻值會隨著環(huán)境變化的特性，根據(jù)本發(fā)明的可攜式電子裝置、觸控感應(yīng)芯片及其控制方法借由測量導(dǎo)電層的電阻值來判定是否應(yīng)控制觸控感應(yīng)模塊進入校正模式，以避免產(chǎn)生錯誤的感應(yīng)結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面為一種可攜式電子裝置，其中包含一觸控感應(yīng)模塊、一基板、一導(dǎo)電層、一電阻測量模塊與一控制模塊。該導(dǎo)電層形成于該基板上，其包含多個感應(yīng)電極。該觸控感應(yīng)模塊用以根據(jù)該多個感應(yīng)電極的多個電容量變化判斷是否出現(xiàn)一被觸碰點。該電阻測量模塊用以測量該導(dǎo)電層的至少一部分的一電阻值。該控制模塊根據(jù)該電阻值決定該觸控感應(yīng)模塊是否應(yīng)進入一校正模式。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面為一種應(yīng)用于一可攜式電子裝置的控制方法。該可攜式電子裝置包含一觸控感應(yīng)模塊、一基板以及形成于該基板上的一導(dǎo)電層。該導(dǎo)電層包含多個感應(yīng)電極。該觸控感應(yīng)模塊根據(jù)該多個感應(yīng)電極的多個電容量變化判斷是否出現(xiàn)一被觸碰點。該控制方法包含測量該導(dǎo)電層的至少一部分的一電阻值，以及根據(jù)該電阻值決定該觸控感應(yīng)模塊是否應(yīng)進入一校正模式。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面為應(yīng)用于一可攜式電子裝置的觸控感應(yīng)芯片。該可攜式電子裝置另包含一基板以及形成于該基板上的一導(dǎo)電層，其包含多個感應(yīng)電極。該觸控感應(yīng)芯片包含一觸控感應(yīng)模塊、一電阻測量模塊、以及一控制模塊。該觸控感應(yīng)模塊是用以根據(jù)該多個感應(yīng)電極的多個電容量變化判斷是否出現(xiàn)一被觸碰點。該電阻測量模塊是用以測量該導(dǎo)電層的至少一部分的一電阻值。該控制模塊根據(jù)該電阻值決定該觸控感應(yīng)模塊是否應(yīng)進入一校正模式。

附圖說明

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明，其中：

圖1為一感應(yīng)電極的背景電容量變化態(tài)樣范例。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的可攜式電子裝置的功能方塊圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的被觸碰點檢測門檻值與背景電容量變化的相對關(guān)系范例。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的可攜式電子裝置的控制方法的流程圖。

圖5進一步呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的控制方法的詳細步驟范例。

須說明的是，本發(fā)明的附圖包含呈現(xiàn)多種彼此關(guān)聯(lián)的功能性模塊的功能方塊圖。這些附圖并非細部電路圖，且其中的連接線僅用以表示信號流。功能性元件及/或程序間的多種互動關(guān)系不一定要通過直接的電性連結(jié)始能達成。此外，個別元件的功能不一定要如附圖中繪示的方式分配，且分散式的區(qū)塊不一定要以分散式的電子元件實現(xiàn)。

圖中元件標號說明：

100：可攜式電子裝置 12：觸控感應(yīng)模塊

14：基板 142：銦錫氧化物結(jié)構(gòu)

142A：感應(yīng)電極 142B：防護環(huán)

16：電阻測量模塊 18：控制模塊

S41、S42：流程步驟 S51～S55：流程步驟

GND：接地端

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一可攜式電子裝置，其功能方塊圖請見圖2。可攜式電子裝置100包含一觸控感應(yīng)模塊12、一基板14、一電阻測量模塊16與一控制模塊18。其中觸控感應(yīng)模塊12、電阻測量模塊16與控制模塊18可由一觸控感測芯片實現(xiàn)。于實際應(yīng)用中，可攜式電子裝置100可為平板電腦、智慧型手機、電子游戲機、穿戴式裝置等具有觸控功能的電子裝置，但不以這些范例為限。

基板14上形成有一銦錫氧化物(ITO)結(jié)構(gòu)142。于此實施例中，銦錫氧化物結(jié)構(gòu)142包含配合觸控感應(yīng)模塊12的多個感應(yīng)電極142A與環(huán)繞這些感應(yīng)電 極142A的一防護環(huán)(guard ring)142B(被繪示為涂布斜紋圖樣)。防護環(huán)142B的一端被連接至接地端GND，借此減少這些感應(yīng)電極142A受到鄰近電路的干擾。觸控感應(yīng)模塊12負責根據(jù)各個感應(yīng)電極142A的電容量變化來判斷使用者觸碰的位置。須說明的是，圖2中的感應(yīng)電極142A的數(shù)量和形狀僅為范例，不對本發(fā)明的范疇構(gòu)成限制。此外，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者通過后續(xù)說明可理解，雖然圖2以自電容式(self-capacitance)觸控感應(yīng)模塊的電極配置做為范例，但本發(fā)明的概念亦可應(yīng)用于互電容式(mutual-capacitance)觸控感應(yīng)模塊。

電阻測量模塊16用以測量銦錫氧化物結(jié)構(gòu)142的一電阻值。于此實施例中，電阻測量模塊16的測量對象為防護環(huán)142B的電阻值。舉例而言，電阻測量模塊16可包含一電流源(未繪示)，自防護環(huán)142B與電阻測量模塊16相連的一端注入定電流，并測量該電流注入端的電壓值，進而推算防護環(huán)142B的電阻值。實務(wù)上，電阻測量模塊16可利用查表或利用運算，將測量到的電壓值轉(zhuǎn)換為電阻值，但不以此為限。于另一實施例中，電阻測量模塊16的測量對象可為專為電阻值測量目的而設(shè)的一個銦錫氧化物區(qū)塊，不一定要如防護環(huán)142B一般兼有防護等功能。

銦錫氧化物的一種特性是其電阻值會隨著環(huán)境變化。舉例而言，當環(huán)境溫度上升，銦錫氧化物的電阻值會增加。據(jù)此，控制模塊18即可選擇性地調(diào)整觸控感應(yīng)模塊12的操作模式。但本發(fā)明不限于銦錫氧化物結(jié)構(gòu)，只要具有以上特性的導(dǎo)電層均涵蓋在內(nèi)。須說明的是，電阻測量模塊16未必需要精準測量出該電阻值；控制模塊18可僅根據(jù)該電阻值的相對變化趨勢調(diào)整觸控感應(yīng)模塊12的操作模式。以下以幾個實際范例來說明控制模塊18可加諸于觸控感應(yīng)模塊12的調(diào)整方式。

于一實施例中，當電阻測量模塊16量到的電阻值符合一大幅變化條件，控制模塊18即令觸控感應(yīng)模塊12進入校正模式。舉例而言，當控制模塊18發(fā)現(xiàn)防護環(huán)142B的電阻值在短時間(例如一毫秒)內(nèi)大幅減少至低于一參考電阻值的一半，控制模塊18可推測可攜式電子裝置100可能剛被使用者由溫暖的環(huán)境攜至寒冷的環(huán)境。在這個情況下，控制模塊18便可請求觸控感應(yīng)模塊12進入校正模式，重新評估據(jù)以判斷是否出現(xiàn)被觸碰點的電容門檻值，其詳細實施范例如下。

請參閱圖3呈現(xiàn)的背景電容量變化態(tài)樣范例。在時間點t1之前，感應(yīng)電極的背景電容量為a。假設(shè)原本觸控感應(yīng)模塊12被設(shè)定為：當檢測到一感應(yīng)電極的電容量高于背景電容量，且兩者間的差異高于預(yù)設(shè)值Δ時，便判定該感應(yīng)電極受到使用者碰觸。此時，若一感應(yīng)電極的電容量高于圖1中標示的電容門檻值b，觸控感應(yīng)模塊12即判定該感應(yīng)電極受到使用者碰觸。在時間點t1之后，感應(yīng)電極的背景電容量因環(huán)境溫度的改變開始升高。若未進行校正而采用原本預(yù)設(shè)的背景電容量a及其相對應(yīng)的電容門檻值b來評估使用者觸碰的位置，即使使用者完全未碰觸可攜式電子裝置100，觸控感應(yīng)模塊12亦可能會判定使用者同時按壓多個位置，進而驅(qū)動后續(xù)電路執(zhí)行錯誤的任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明，在時間點t1之后，若電阻測量模塊16的測量結(jié)果指出環(huán)境溫度出現(xiàn)大幅變化，控制模塊18隨即會請求觸控感應(yīng)模塊12重新評估據(jù)以判斷是否出現(xiàn)被觸碰點的電容門檻值。實務(wù)上，觸控感應(yīng)模塊12可重新測量感應(yīng)電極的背景電容量，并于感應(yīng)電極的背景電容量重新趨于穩(wěn)定(大致保持為電容量c)后，根據(jù)新的背景電容量c重新決定一個判斷是否出現(xiàn)被觸碰點的電容門檻值d。電容門檻值d與背景電容量c的差異亦可等于前述預(yù)設(shè)值Δ。在時間點t3之后，唯有當檢測到一感應(yīng)電極的電容量高于電容門檻值d，觸控感應(yīng)模塊12才會判定該感應(yīng)電極受到使用者碰觸。

于另一實施例中，除了令觸控感應(yīng)模塊12進入校正模式，當發(fā)現(xiàn)電阻測量模塊16量到的電阻值符合一大幅變化條件時，控制模塊18進一步令觸控感應(yīng)模塊12輸出的感應(yīng)結(jié)果暫時被忽略，或是令觸控感應(yīng)模塊12停止輸出感應(yīng)結(jié)果，直到觸控感應(yīng)模塊12完成校正工作。以圖3的電容量變化態(tài)樣為例，當電阻測量模塊16的測量結(jié)果會指出環(huán)境溫度出現(xiàn)大幅變化(可能略晚于時間點t1)，控制模塊18便可令觸控感應(yīng)模塊12輸出的感應(yīng)結(jié)果暫時被忽略，或是令觸控感應(yīng)模塊12停止輸出感應(yīng)結(jié)果。直到觸控感應(yīng)模塊12選定新的電容門檻值d，控制模塊18才重新令觸控感應(yīng)模塊12輸出其感應(yīng)結(jié)果，或是停止忽略觸控感應(yīng)模塊12的感應(yīng)結(jié)果。

于一實施例中，電阻測量模塊16周期性地測量防護環(huán)142B的電阻值，供控制模塊18參考。于另一實施例中，每當觸控感應(yīng)模塊12檢測到一異常觸控態(tài)樣(例如當觸控感應(yīng)模塊12判定瞬間出現(xiàn)大量被觸碰點)時，電阻測量模塊16才開始測量防護環(huán)142B的電阻值。

實務(wù)上，控制模塊18可利用多種控制和處理平臺實現(xiàn)，包含固定式的和可編程的邏輯電路，例如可編程邏輯門陣列、針對特定應(yīng)用的集成電路、微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理器。此外，控制器可被設(shè)計為通過執(zhí)行存儲器(未繪示)中所儲存的處理器指令，來完成多種任務(wù)。

須說明的是，觸控感應(yīng)模塊12的感應(yīng)方式和電阻測量模塊16可采用的電阻測量方式均為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員所知，于此不贅述。

在現(xiàn)實環(huán)境中，短時間內(nèi)的溫度大幅變化也往往會導(dǎo)致電子裝置周邊的濕度變化。比方說，當可攜式電子裝置100在夏天被使用者由炎熱的戶外環(huán)境攜入冷氣房，前后兩個環(huán)境的濕度差異可能會造成可攜式電子裝置100表面出現(xiàn)水氣凝結(jié)。相較于無水氣的情況，當使用者的手指與感應(yīng)電極142A間存在水氣時，觸控感應(yīng)模塊12所檢測到的自電容量會較大。由此可知，若濕度過高，觸控感應(yīng)模塊12亦可能在使用者未碰觸感應(yīng)電極142A的情況下，誤判使用者按壓可攜式電子裝置100觸控面上的一個或多個位置。于一實施例中，在根據(jù)電阻測量模塊16的輸出信號決定令控感應(yīng)模塊12進入校正模式之后，控制模塊18更進一步檢測任二感應(yīng)電極142A間的互電容量。相較于無水氣的情況，任二感應(yīng)電極142A間的互電容量會較高?？刂颇K18可根據(jù)這些感應(yīng)電極142A的互電容量是否高于一預(yù)設(shè)互電容量門檻值來判斷是否令觸控感應(yīng)模塊12進入一水霧模式。當觸控感應(yīng)模塊12進入水霧模式，據(jù)以判斷是否出現(xiàn)一被觸碰點的自電容門檻值可被提高，借此避免水霧造成的誤判觸控問題。須說明的是，任二感應(yīng)電極142A間的互電容量的測量裝置與方法為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者所知，于此不贅述。

于一實施例中，觸控感應(yīng)模塊12于水霧模式中據(jù)以判斷是否出現(xiàn)一被觸碰點的自電容門檻值被固定為一預(yù)設(shè)值。于另一實施例中，當觸控感應(yīng)模塊12處于水霧模式，控制模塊18可根據(jù)各個感應(yīng)電極142A的自電容量持續(xù)動態(tài)調(diào)整該自電容門檻值。舉例來說，在觸控感應(yīng)模塊12進入水霧模式后，該自電容門檻值可首先被調(diào)整為一預(yù)設(shè)值T1。隨后，若控制模塊18發(fā)現(xiàn)觸控感應(yīng)模塊12輸出的感應(yīng)結(jié)果反映出有不合理的過多觸控點，表示水氣于可攜式電子裝置100表面凝結(jié)的情況可能相當嚴重。據(jù)此，控制模塊18可進一步令該自電容門檻值被提高為T2(高于T1)。

根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一種應(yīng)用于一可攜式電子裝置的控制方 法，其流程圖是繪示于圖4。該可攜式電子裝置包含一觸控感應(yīng)模塊及形成于一基板上的一銦錫氧化物結(jié)構(gòu)。該銦錫氧化物結(jié)構(gòu)包含多個感應(yīng)電極。該觸控感應(yīng)模塊根據(jù)該多個感應(yīng)電極的多個電容量變化判斷是否出現(xiàn)一被觸碰點。首先，步驟S41為測量該銦錫氧化物結(jié)構(gòu)的一電阻值。接著，步驟S42為根據(jù)該電阻值決定該觸控感應(yīng)模塊是否應(yīng)進入一校正模式。

圖5進一步呈現(xiàn)上述控制方法的一種詳細運作實例。首先，步驟S51為測量該銦錫氧化物結(jié)構(gòu)的一電阻值。步驟S52為根據(jù)步驟S51的測量結(jié)果判斷該電阻值是否符合一預(yù)設(shè)大幅變化條件。若步驟S52的判斷結(jié)果為否，則步驟S51被重復(fù)執(zhí)行。若步驟S52的判斷結(jié)果為是，則該觸控感應(yīng)模塊被設(shè)定為進入校正模式(步驟S53)。隨后，步驟S54為判斷該多個感應(yīng)電極間的一互電容量是否高于一預(yù)設(shè)門檻值。若步驟S54的判斷結(jié)果為否，則此流程結(jié)束。若步驟S54的判斷結(jié)果為是，則該觸控感應(yīng)模塊被設(shè)定為進入水霧模式(步驟S55)。

本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員可理解，先前在介紹可攜式電子裝置100時描述的各種操作變化亦可應(yīng)用至圖4、圖5中的控制方法，其細節(jié)不再贅述。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。