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TWI476668B - 自電容觸摸屏檢測方法、裝置和系統 - Google Patents

自電容觸摸屏檢測方法、裝置和系統 Download PDF

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TWI476668B TW101131848A TW101131848A TWI476668B TW I476668 B TWI476668 B TW I476668B TW 101131848 A TW101131848 A TW 101131848A TW 101131848 A TW101131848 A TW 101131848A TW I476668 B TWI476668 B TW I476668B
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Description

自電容觸摸屏檢測方法、裝置和系統
本發明涉及電容屏檢測技術領域，更具體地說，涉及一種自電容觸摸屏檢測方法、裝置和系統
在攜帶型終端如手機、平板電腦等廣泛應用的令天，作為現階段主流攜帶型終端螢幕，電容式觸摸屏以其靈敏度高，操作流暢受到人們的喜愛。電容式觸摸屏包括表面電容式和投射電容式，所述投射電容式中按照檢測方法分為自電容式和互電容式兩種實現方式。
自電容檢測是通過檢測通道對地電容的增加，也就是對地電容增量判斷觸摸事件的發生。以圖1中的M通道為例，觸摸前的對地等效電容為C0(見圖1)，結合圖2進行說明，當人體觸摸發生在M、N通道(N為M的鄰近通道)所在位置時並針對M通道進行檢測時，人和M、N通道在交疊區域形成電容CtM、CtN，以及由於人體接地，觸摸發生時M、N上額外增加了一個對地電容CM、CN，觸摸後的對地等效電容為CtM與CM的並聯，通過檢測發生的電容量變化，其大小與觸摸區域正對面積成正比，可以得到觸摸發生的X軸座標，再通過檢測獲知M、N在屏體上的位置，得到Y軸座標，即可得到觸摸發生的位置。然而當檢測時所述電容屏表面受到外界潮濕空氣或水珠等干擾時，將出現檢測座標數據不準確的問題：結合圖3進行說明，以針對M通道有水滴P干擾，其餘通道接地為例，水滴P和通道M、N形成等效電容C3、C4，M通道處產生等效對地電容的增量：，由於該電容增量△C的產生，檢測設備會認為M通道有水滴的區域內發生了觸摸事件而影響M、N通道間真正觸摸發生時座標計算。
同樣地，結合圖4進行说明，併以針對M通道檢測時有水滴P干擾，其餘通道懸空為例，水滴P和通道M、N形成等效電容C4、C3，M通道處產生等效對地電容的增量：，不論當C2無窮大時，，即相當於N通道接地，或當C2=0時，△C=0，即N通道對地電容為0，但該種情況不可能，水滴均會會引入额外電容，即上述問题依然存在。
由上述分析可知，現有的檢測技術至少存在以下缺陷：在針對電容屏通道檢測時，如屏幕上有水氣或水滴干擾時，無法準確檢測發生觸摸的坐標數據，其次由於通道間的電容C1(圖3中)，或C1與C2串聯電容(圖4中)存在，增大了檢測通道的對地電容，使得同樣的觸摸引起的對地電容相對變化量較小，自電容觸摸屏檢測敏感度降低。
有鑒於此，本發明提供一種自電容觸摸屏檢測方法、裝置和系統，以實現在螢幕面臨水氣或水滴干擾時，能夠準確檢測通道觸摸座標數據，並且減小掃描通道對地電容，提高自電容觸摸屏檢測敏感度。
一種電容觸摸屏檢測方法，包括：當前進行檢測的自電容觸摸屏通道接收掃描波形；向所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，通過所述電壓跟隨單元的輸出端至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道；計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。
為了完善上述方案，所述電壓跟隨單元唯一。
通過所述電壓跟隨單元的輸出端至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道具體為： 通過所述電壓跟隨單元的輸出端驅動除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘所有自電容觸摸屏通道。
為了完善上述方案，當所述電壓跟隨單元為放大倍數為1的放大器時：將該放大器的同相端連接所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道；將所述放大器的反相端與所述放大器的輸出端連接，同時至少連接鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道。
一種電容觸摸屏檢測裝置，包括：檢測掃描波形發生單元，用於向當前進行檢測的自電容觸摸屏通道發送掃描波形；電壓跟隨單元，所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，所述電壓跟隨單元的輸出端至少連接鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道，所述電壓跟隨單元用於利用掃描波形驅動所述鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道；計算單元，用於計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。
為了完善上述方案，所述電壓跟隨單元的數量唯一。
為了完善上述方案，所述電壓跟隨單元的輸出端連接至除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘所有自電容觸摸屏通道。
為了完善上述方案，所述電壓跟隨單元具體為：放大倍數為1的放大器，該放大器的同相端連接所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道，所述放大器的反相端與所述放大器的輸出端連接，同時至少連接鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道。
一種自電容觸摸屏檢測系統，包括上述的檢測裝置。
從上述的技術方案可以看出，本發明實施例中的檢測方法、裝置和系統，在當前通道進行檢測時，其掃描波形通過電壓跟隨單元至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道，當前進行掃描的通道和水分干擾區域各通道的電壓同時變化，對於自電容觸摸屏在面臨水氣或水滴干擾時，由於水氣或水滴干擾產生的當前進行檢測通道等效電容增量△C兩端電壓差並無變化，也就是在檢測時不再引 入等效對地電容產生的影響，遮罩了水氣或水滴對觸摸屏當前進行檢測通道的觸摸檢測干擾；其次，由於當前進行檢測的自電容觸摸屏通道和相鄰掃描通道間的電容兩端的電壓差也無變化，則當前進行檢測的自電容觸摸屏通道對地的初始電容減小，因此相同的觸摸引起的相對變化量增大，增加了自電容觸摸屏的檢測敏感度。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例公開了一種自電容觸摸屏檢測方法、裝置和系統，以實現在螢幕面臨水氣或水滴干擾時，能夠準確檢測通道觸摸座標數據，並且減小掃描通道對地電容，提高自電容觸摸屏檢測敏感度。
圖5示出了一種電容觸摸屏檢測方法，包括：步驟51：當前進行檢測的自電容觸摸屏通道接收掃描波形；所述掃描波形為給當前進行檢測的自電容觸摸屏通道進行檢測的掃描電壓，結合圖2中的M通道進行細化說明。
步驟52：向所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，通過所述電壓跟隨單元的輸出端至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道；為了檢測電路整體的簡潔性以及出於成本的考慮，該檢測電路由一個電壓跟隨單元驅動。
在除所述M通道外，鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道同時接收所述高頻交流電壓，且電壓變化相等，所述自電容觸摸屏通道的預設通道的選擇根據實際檢測場景進行確定，並不局限，較優且較為節能選擇方式，是對M通道兩側的幾組通道同時驅動，例如可選擇M通道附近的2-3對通道，然而並不局限。
步驟53：計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。即使所述自電容觸摸屏受到水氣或水滴的影響，由於水分所產生的M通道等效電容兩端的電壓不會隨M通道接收高頻交流電壓而產生電壓差，即沒有發生電荷轉移，也就是該等效電容實質上不會對檢測產生干擾的影響，因而應用該實施例的方法，可遮罩在自電容觸摸屏通道檢測條件下水分對觸摸屏檢測的干擾。其次，由於當前進行檢測的自電容觸摸屏通道和鄰近掃描通道間的電容兩端的電壓差也無變化，則當前進行檢測的自電容觸摸屏通道對地的初始電容減小，因此相同的觸摸引起的對地電容相對變化量增大，增加了自電容觸摸屏的檢測敏感度。
圖6示出了又一種電容觸摸屏檢測方法，包括：步驟61：當前進行檢測的自電容觸摸屏通道接收掃描波形；步驟62：向所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，通過所述電壓跟隨單元的輸出端驅動除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘所有自電容觸摸屏通道。
本實施例與上一實施例的不同之處在於，所述電壓跟隨單元的輸出端掃描波形接到除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘所有自電容觸摸屏通道上，在對當前進行檢測的自電容觸摸屏通道發送高頻交流電壓實現觸摸檢測的同時，也遮罩了水氣或水滴的干擾，上一實施例出於對功耗的考慮，可不用同步驅動除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘自電容觸摸屏通道。
步驟63：計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。在本實施例中，當所述電壓跟隨單元為放大倍數為1的放大器時：將該放大器的同相端連接所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道；將所述放大器的反相端與所述放大器的輸出端連接，同時至少連接鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道，結合圖8圖示進行說明，更為具體地，所述放大器為放大倍數為接近於1的放大器，以便保證輸入電壓值與輸出電壓值相等，當前通道M在檢測時，其掃描波形通過電壓跟隨器驅動其餘(部分或全部)通道。當前掃描 通道和其餘(部分或全部)通道都同時變化，且電壓相等，即圖3-4的中C3、C4串聯後的等效電容兩端電壓差不發生變化，沒有發生電荷轉移，C3、C4對於M通道而言不再引入等效對地電容，即遮罩了由水分引入的對地電容。同樣，當前掃描通道和相鄰掃描通道間的寄生電容(如圖3中的C1，或圖4中的C1、C2串聯得到的等效電容)也不再是對地電容，各通道對地的初始電容減小，相同的觸摸引起的相對變化量增大，提高檢測靈敏度。
圖7示出了一種電容觸摸屏檢測裝置，包括：檢測掃描波形發生單元71，用於向當前進行檢測的自電容觸摸屏通道發送掃描波形；電壓跟隨單元72，所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，所述電壓跟隨單元的輸出端至少連接鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道，該電壓跟隨單元用於利用掃描波形驅動所述鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道；在本實施例中，所述電壓跟隨單元的數量唯一。
計算單元73，用於計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。
所述電壓跟隨單元與自電容觸摸屏通道連接方式還可以優選為；所述電壓跟隨單元的輸出端連接至除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘所有自電容觸摸屏通道。
需要說明的是：所述計算單元可嵌入控制器(或微處理器)中，如圖7所示，所述控制器的類型不加局限，所述計算演算法可以直接用硬體、處理器執行的軟體模組，或者二者的結合來實施。軟體模組可以置於隨機記憶體(RAM)、記憶體、唯讀記憶體(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬碟、可移動磁片、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其他形式的存儲介質中。
以及，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示 的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
所述電壓跟隨單元可優選為：放大倍數為1的放大器，具體的一種實現形式可參照圖8。
需要特別指出的是：本發明還公開了一種自電容觸摸屏檢測系統，包括所述圖7圖示及其說明對應的的檢測裝置，該檢測系統還可包含與所述檢測裝置配合使用的其他模組或設備，由於檢測系統配置的差異，將不再對該系統的具體形態做出圖示，而所述檢測裝置的功能及結構參照圖7-8的圖示及其對應說明。
綜上所述：本發明實施例中的檢測方法、裝置和系統，在當前通道進行檢測時，其掃描波形通過電壓跟隨單元至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道，當前進行掃描的通道和水分干擾區域各通道的電壓同時變化，對於自電容觸摸屏在面臨水氣或水滴干擾時，由於水氣或水滴干擾產生的當前進行檢測通道等效電容增量△C兩端電壓差並無變化，也就是在檢測時不再引入等效對地電容產生的影響，遮罩了水氣或水滴對觸摸屏當前進行檢測通道的觸摸檢測干擾；其次，由於當前進行檢測的自電容觸摸屏通道和相鄰掃描通道間的電容兩端的電壓差也無變化，則當前進行檢測的自電容觸摸屏通道對地的初始電容減小，因此相同的觸摸引起的相對變化量增大，增加了自電容觸摸屏的檢測敏感度。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置和系統而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明實施例 的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
51‧‧‧當前進行檢測的自電容觸摸屏通道接收掃描波形
52‧‧‧向所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，通過所述電壓跟隨單元的輸出端至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道
53‧‧‧計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據
61‧‧‧當前進行檢測的自電容觸摸屏通道接收掃描波形
62‧‧‧向所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，通過所述電壓跟隨單元的輸出端驅動除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的其餘所有自電容觸摸屏通道
63‧‧‧計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據
71‧‧‧檢測掃描波形發生單元
72‧‧‧電壓跟隨單元
73‧‧‧計算單元
圖1-4為本發明實施例公開的現有電容觸摸屏檢測示意圖；圖5為本發明實施例公開的一種電容觸摸屏檢測方法流程圖；圖6為本發明又一實施例公開的一種電容觸摸屏檢測方法流程圖；圖7為本發明實施例公開的一種電容觸摸屏檢測裝置結構示意圖；圖8為本發明實施例公開的一種電容觸摸屏檢測狀態示意圖。
51‧‧‧當前進行檢測的自電容觸摸屏通道接收掃描波形
52‧‧‧向所述電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形電壓，通過所述電壓跟隨單元的輸出端至少驅動鄰近於所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道的預設通道
53‧‧‧計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據

Claims (8)

  1. 一種自電容觸摸屏檢測方法，其特徵在於，包括：向當前進行檢測的自電容觸摸屏通道提供掃描波形；在向當前進行檢測的自電容觸摸屏通道提供掃描波形的同時，向與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道提供所述掃描波形，或者向其餘所有自電容觸摸屏通道提供所述掃描波形；計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自電容觸摸屏檢測方法，其中，向一電壓跟隨單元的輸入端輸入所述掃描波形，並通過所述電壓跟隨單元的輸出端向與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道或者向其餘所有自電容觸摸屏通道提供所述掃描波形。
  3. 如申請專利範圍第1、2項所述之自電容觸摸屏檢測方法，其中，所述電壓跟隨單元唯一。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之自電容觸摸屏檢測方法，其中，所述電壓跟隨單元為放大器：將該放大器的同相端連接所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道；將所述放大器的反相端與所述放大器的輸出端連接；將所述放大器的輸出端與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道或者與其餘所有自電容觸摸屏通道相連接，其中，當將所述放大器的輸出端與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道相連接時，所述放大器的輸出端向與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道提供所述掃描波形；當將所述放大器的輸出端與其餘所有自電容觸摸屏通道相連接時，所述放大器的輸出端向其餘所有自電容觸摸屏通道提供所述掃描波形。
  5. 一種自電容觸摸屏檢測裝置，其特徵在於，包括：檢測掃描波形發生單元，用於向當前進行檢測的自電容觸摸屏通道發送掃描波形；電壓跟隨單元，所述電壓跟隨單元的輸入端與當前進行檢測的自電容觸摸屏通道連接，用於輸入所述掃描波形，所述電壓跟隨單元的輸出端至少與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道相連接，在檢測掃描波形發生單元向當前進行檢測的自電容觸摸屏通道發送掃描波形 的同時，所述電壓跟隨單元根據當前進行檢測的自電容觸摸屏通道所接收到的掃描波形，用於提供所述掃描波形驅動與所述電壓跟隨單元的輸出端相連接的自電容觸摸屏通道的預設通道；計算單元，用於計算當前進行檢測通道發生觸摸的自電容觸摸屏座標數據。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之自電容觸摸屏檢測裝置，其中，所述電壓跟隨單元的數量唯一。
  7. 如申請專利範圍第5、6項所述之自電容觸摸屏檢測裝置，其中，所述電壓跟隨單元的輸出端連接至除所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道之外的其餘所有自電容觸摸屏通道。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之自電容觸摸屏檢測裝置，其中，所述電壓跟隨單元為放大器，該放大器的同相端連接所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道，所述放大器的反相端與所述放大器的輸出端連接，所述放大器的輸出端至少與所述當前進行檢測的自電容觸摸屏通道相鄰近的預設通道相连接。
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