CN101403954A

CN101403954A - 触摸检测方法、装置及其系统

Info

Publication number: CN101403954A
Application number: CNA2008101682144A
Authority: CN
Inventors: 张志淳
Original assignee: Shenzhen Huawei Communication Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Device Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2009-04-08

Abstract

本发明公开了一种触摸检测方法、装置及其系统，属于触摸检测技术领域。该方法包括：接收磁性触摸工具在目标区域的触摸操作，所述目标区域布置有霍尔传感器阵列；根据在所述目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。该装置包括：接收触摸模块和触摸检测模块。该系统包括触摸板和用于触摸触摸板的磁性触摸工具，所述触摸板的组成包括接收触摸模块和触摸检测模块。本发明通过霍尔传感器阵列，实现了对触摸的检测，同时避免了采用手指等触摸工具而带来的人为因素甚至环境因素的影响，提高了检测精确度。

Description

触摸检测方法、装置及其系统

技术领域

本发明涉及触摸检测技术领域，特别涉及一种触摸检测方法、装置及其系统。

背景技术

传统个人计算机或工作站的输入界面有其先天的限制，无法达到快速传递与交换信息的目的，其原因是必须使用键盘或鼠标来促成人与计算机之间的沟通，这项输入设备对不具备计算机操作技巧的人来说是项严重的进入障碍，这将使信息交流的目的大打折扣。为满足快速信息交流的需求，使用非键盘、非鼠标的输入方式将大量取代人与信息设备已有的沟通方式。目前发展最成熟的非键盘、非鼠标式的输入方法是触摸检测技术，即触摸屏的使用。

现有的触摸检测技术有电阻式触摸屏和电容式触摸屏。

电阻式触摸屏的主要部分通常是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属(氧化铟，透明的导电电阻)导电层，上面再盖有一层外表面经过硬化处理、光滑防擦的塑料层，该塑料层的内表面也涂有一层氧化铟涂层。在它们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当触摸屏表面受到的压力足够大时，如通过笔尖或手指进行按压的压力足够大时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，使得整个触摸屏形成了一个分压器。如图1所示，分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的。上面的电阻R1连接正参考电压V_REF，下面的电阻R2接地，两个电阻连接点处的电压测量值V与R2的阻值成正比，

V_{o} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} V_{REF} .

电阻式触摸屏的控制器侦测到这一接触，根据分压器原理，利用按压点的输出电压来计算该触摸点的位置坐标(X，Y)，再模拟鼠标的方式进行相关控制。

电容式触摸屏是利用电容检测原理来检测人的手指和感应体之间的微弱电容，从而达到检测手指位置坐标的目的。该技术将检测膜贴在触摸屏镜面的内表面，因而触摸屏寿命取决于镜面，从而使触摸屏寿命与电阻式触摸屏相比大大提高。另外与电阻式触摸屏相比，也可实现对多点同时触发的检测。

在对现有技术进行分析后，发明人发现：电阻式触摸屏不能实现多点触发。因为当有多点同时按压时，会出现电阻值异常，导致不能判断按压接触点位置。另外，电阻式触摸屏一般是一个电阻薄膜屏贴到显示器的镜面上面，它的耐磨性一般在10万次左右。长时间使用后，屏幕会产生花屏，影响美观和继续使用。电容式触摸屏技术主要依靠检测人的手指和感应体之间的电容变化来达到检测手指位置目的，但是手指产生的电容非常微弱，而且和所处环境的温度、湿度，甚至手指洁净度、性别、人种都可能有关系，所以对接触点电容变化的判决非常复杂，容易产生误判。另外，电阻式触摸屏、电容式触摸屏都在显示屏的上方，会妨碍屏幕透光，影响显示效果。

发明内容

为了实现触摸屏对触摸操作的检测和提高检测精度，本发明实施例提供了一种触摸检测方法、装置及其系统。所述技术方案如下：

一种触摸检测方法，包括以下步骤：

接收磁性触摸工具在所述目标区域的触摸操作，所述目标区域布置有霍尔传感器阵列；

根据在所述目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

一种触摸检测装置，包括：

接收触摸模块，用于接收磁性触摸工具在目标区域的触摸操作，所述目标区域布置有霍尔传感器阵列；

触摸检测模块，用于根据在所述目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

一种触摸检测系统，包括触摸板和用于触摸触摸板的磁性触摸工具，所述触摸板包括：

本发明实施例通过霍尔传感器阵列，实现了对触摸操作的检测，同时避免了采用手指等作为触摸工具而带来的人为因素甚至环境因素的影响，提高了检测精确度。

附图说明

图1是电阻式触摸屏的分压器模型电路图；

图2是本发明实施例触摸检测方法流程图；

图3是本发明实施例触摸检测系统示意图；

图4是本发明实施例霍尔传感器阵列示意图；

图5是本发明实施例触摸板结构示意图；

图6是本发明实施例触摸检测装置示意图；

图7是本发明实施例五提供的触摸检测系统示意图；

图8是本发明实施例五提供的触摸板的具体构成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种触摸检测方法，参见图2，包括以下步骤：

210：接收磁性触摸工具在目标区域的触摸操作，所述目标区域布置有霍尔传感器阵列；

220：根据在所述目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

本发明实施例通过布置霍尔传感器阵列，实现了对触摸操作的检测，同时避免了采用手指等作为触摸工具而带来的人为因素甚至环境因素的影响，提高了检测精确度。

实施例二

霍尔效应(Hall Effect)定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的感应效果完全不同。当施加的外磁场垂直于半导体中流过的电流时，会在半导体垂直于磁场和电流的方向上产生霍尔电动势，这就是霍尔效应。

霍尔传感器是在霍尔效应原理基础上制成的。根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔传感器，它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

在此基础上，本发明实施例提供了一种触摸检测方法，如图3所示，包括以下步骤：

310：在目标区域布置霍尔传感器阵列并确定每个霍尔传感器的坐标。

上述的目标区域指要进行触摸检测的区域。把多个霍尔传感器在目标区域组成阵列，阵列中每个单元都是一个独立的霍尔传感器。同时在该目标区域中选定一个坐标原点，然后确定每个霍尔传感器的坐标。上述霍尔传感器阵列的形状可以是任意的，比如方形或者圆形。

320：磁性触摸工具在上述目标区域进行触摸操作。

上述触摸操作包括点击或者滑动等。

330：霍尔传感器阵列检测上述目标区域的电磁变化。

霍尔传感器对磁场敏感，当目标区域的某个位置有磁性触摸工具靠近时，该位置处的霍尔传感器能够感应到这种磁场的变化，从而检测出磁性触摸工具的点击。当磁性触摸工具在目标区域滑动时，它在滑动过程中所经过的霍尔传感器能够先后感应出磁场的变化，从而检测出磁性触摸工具的滑动。

340：根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

当有多个(至少两个)位置相邻的霍尔传感器先后检测到磁性从无到有再到无时，判断磁性触摸工具的操作方式为滑动，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标及其检测时间确定该滑动轨迹，同时能够根据检测时间的先后确定滑动轨迹方向。

当有一个或同时多个霍尔传感器检测到磁性从无到有并且检测时间超过预设阈值时，判断磁性触摸工具的操作方式为点击，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标确定上述点击发生的位置。上述的预设阈值可以根据需要任意设定，比如0.5秒。

本实施例中的磁性触摸工具不仅可以是一个，还可以是一个以上。当有多个且位于目标区域不同位置的磁性触摸工具时，由于霍尔传感器是相互独立的，它们可以独立工作，同时对多个磁性触摸工具进行检测和确定他们的位置或者运动轨迹和方向。本发明实施例中的磁性触摸工具可以是磁性笔或磁性指套。

本发明实施例的实施效果与所处环境的温度、湿度等无关，由于采用磁性触摸工具，更与操作者本人的手指洁净度、性别、人种等无关。

实施例三

本发明实施例提供了一种触摸检测装置，参见图4，包括：

接收触摸模块401，用于接收磁性触摸工具在目标区域的触摸操作。

触摸检测模块402，用于根据在目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

进一步地，触摸检测模块402包括：

滑动检测单元403，用于在所述目标区域当有多个位置相邻的霍尔传感器先后检测到磁性从无到有再到无时，判断所述磁性触摸工具的操作方式为滑动，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间确定该滑动轨迹。

点击检测单元404，用于在所述目标区域当有一个或同时多个霍尔传感器检测到磁性从无到有并且检测时间超过预设阈值时，判断所述磁性触摸工具的操作方式为点击，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置确定所述点击发生的位置。

本实施例中，磁性触摸工具是磁性笔或磁性指套；霍尔传感器位置由其坐标表示。目标区域指触摸检测装置中接收触摸操作的区域，该区域同时布置有霍尔传感器阵列。

实施例四

本发明实施例提供了一种触摸检测系统，如图5所示，包括触摸板501和用于触摸触摸板的磁性触摸工具502。触摸板501包括：

接收触摸模块503，用于接收磁性触摸工具502在目标区域的触摸操作，该目标区域布置有霍尔传感器阵列；

触摸检测模块504，用于根据在目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断磁性触摸工具502的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

其中，霍尔传感器阵列参见图6。把多个霍尔传感器组成阵列，阵列中每个单元都是一个独立的霍尔传感器。在霍尔传感器阵列中选定一个坐标原点，则每个霍尔传感器都具有唯一的坐标。上述霍尔传感器阵列的形状可以是任意的，比如方形或者圆形。进一步讲，触摸板501的组成还包括覆于霍尔传感器阵列的上下表面用于塑形的材料。上述用于塑形的材料可以是不透明的，也可以是透明的，用于把霍尔传感器阵列塑造成平板状或是其它的任意符合实际需要的形状。

霍尔传感器是在霍尔效应原理基础上制成的。根据霍尔效应，当施加的外磁场垂直于半导体中流过的电流时，会在半导体垂直于磁场和电流的方向上产生霍尔电动势。因而，当磁性触摸工具502靠近或者远离由霍尔传感器阵列组成的触摸板501时，霍尔传感器能够感应出磁场变化，从而检测到触摸工具502的点击或者移动。当触摸工具502在触摸板501上移动时，会有多个(至少两个)位置相邻的霍尔传感器先后检测到磁性从无到有再到无。触摸检测模块504根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标及其检测时间确定该滑动轨迹，同时能够根据检测时间的先后确定滑动轨迹方向。当有一个或同时多个霍尔传感器检测到磁性从无到有并且检测时间超过预设阈值时，触摸检测模块504可以判断磁性触摸工具502的操作方式为点击，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标确定上述点击发生的位置。上述的预设阈值可以根据需要任意设定，比如0.5秒。

磁性触摸工具502是一种磁性物体，例如磁性笔或磁性指套。与触摸板501相搭配使用的磁性触摸工具502不限于一个，可以是多个。由于霍尔传感器是相互独立的，它们可以独立工作，同时对多个磁性触摸工具502进行检测和确定他们的位置或者运动轨迹和方向。

本发明实施例的检测效果与所处环境的温度、湿度等无关，由于采用磁性触摸工具，更与操作者本人的手指洁净度、性别、人种等无关。

实施例五

本发明实施例另外提供了一种触摸检测系统，参见图7，包括触摸板701和用于触摸触摸板的磁性触摸工具702。

如图8所示，触摸板701包括：

触摸检测模块801，用于根据在所述目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置。

接收触摸模块802，用于接收磁性触摸工具在目标区域的触摸操作，所述目标区域布置有霍尔传感器阵列。

此外，触摸板701还包括置于接收触摸模块802上方的显示器803。本实施例中，显示器803是液晶显示器，上表面还覆有一个保护镜片804。其中，霍尔传感器阵列参见图6。

把多个霍尔传感器在液晶显示器下方组成阵列，阵列中每个单元都是一个独立的霍尔传感器。在霍尔传感器阵列中选定一个坐标原点，则每个霍尔传感器都具有唯一的坐标。霍尔传感器阵列的形状可以是任意的，比如方形或者圆形。进一步讲，触摸板701的组成还包括覆于霍尔传感器阵列的下表面用于塑形的材料。上述用于塑形的材料可以是不透明的，也可以是透明的，用于把霍尔传感器阵列塑造成平板状或是其它的任意符合实际需要的形状。

霍尔传感器是在霍尔效应原理基础上制成的。根据霍尔效应，当施加的外磁场垂直于半导体中流过的电流时，会在半导体垂直于磁场和电流的方向上产生霍尔电动势。因而，当磁性触摸工具702靠近或者远离由霍尔传感器阵列组成的触摸板701时，霍尔传感器能够感应出磁场变化，从而检测到触摸工具702的点击或者移动。当触摸工具702在触摸板701上移动时，会有多个位置相邻的霍尔传感器先后检测到磁性从无到有再到无。触摸检测模块801根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标及其检测时间确定该滑动轨迹，同时能够根据检测时间的先后确定滑动轨迹方向。当有一个或同时多个霍尔传感器检测到磁性从无到有并且检测时间超过预设阈值时，可以判断磁性触摸工具702的操作方式为点击，触摸检测模块801根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器的坐标确定上述点击发生的位置。上述的预设阈值可以根据需要任意设定，比如0.5秒。

把霍尔阵列放在液晶显示器803下面，用户用磁性触摸工具702在液晶显示器803上表面的保护镜片804上操作，通过屏幕下方的霍尔阵列感应，达到触摸屏的效果。由于显示屏803在霍尔阵列上方，所以不会影响显示效果，另外，也不会影响触摸屏的寿命。

磁性触摸工具702是一种磁性物体，例如磁性笔或磁性指套。与触摸板701相搭配使用的磁性触摸工具702不限于一个，可以是多个。由于霍尔传感器是相互独立的，它们可以独立工作，同时对多个磁性触摸工具702进行检测和确定他们的位置或者运动轨迹和方向。

本发明实施例可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，例如，计算机或路由器的硬盘、缓存或光盘中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种触摸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收磁性触摸工具在目标区域的触摸操作，所述目标区域布置有霍尔传感器阵列；

2.根据权利要求1所述的触摸检测方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：在目标区域布置霍尔传感器阵列并确定每个霍尔传感器位置的坐标。

3.根据权利要求1或2所述的触摸检测方法，其特征在于，根据在所述目标区域检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间判断所述磁性触摸工具的操作方式并确定该操作方式发生的位置的步骤具体为：

如果所述目标区域有至少两个位置相邻的霍尔传感器先后检测到磁性从无到有再到无，判断所述磁性触摸工具的操作方式为滑动，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间确定该滑动轨迹；

如果所述目标区域有一个或同时两个以上霍尔传感器检测到磁性从无到有并且检测时间超过预设阈值-，判断所述磁性触摸工具的操作方式为点击，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置确定所述点击发生的位置。

4.根据权利要求3所述的触摸检测方法，其特征在于所述磁性触摸工具是磁性笔或磁性指套。

5.一种触摸检测装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的触摸检测装置，其特征在于，所述触摸检测模块包括：

滑动检测单元，用于如果所述目标区域有至少两个位置相邻的霍尔传感器先后检测到磁性从无到有再到无，判断所述磁性触摸工具的操作方式为滑动，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置及其检测时间确定该滑动轨迹；

点击检测单元，用于如果所述目标区域有一个或同时两个以上霍尔传感器检测到磁性从无到有并且检测时间超过预设阈值，判断所述磁性触摸工具的操作方式为点击，根据检测到发生电磁变化的霍尔传感器位置确定所述点击发生的位置。

7.一种触摸检测系统，其特征在于，包括触摸板和用于触摸触摸板的磁性触摸工具，所述触摸板包括：

8.根据权利要求7所述的触摸检测系统，其特征在于，所述触摸板的组成还包括覆于所述阵列上下表面用于塑形的材料。

9.根据权利要求7所述的触摸检测系统，其特征在于，所述磁性触摸工具是磁性笔或磁性指套。

10.根据权利要求7所述的触摸检测系统，其特征在于，所述触摸板还包括置于所述霍尔传感器阵列上方的显示器。

11.根据权利要求10所述的触摸检测系统，其特征在于，所述触摸板还包括覆于所述阵列下表面用于塑形的材料。

12.根据权利要求10所述的触摸检测系统，其特征在于，所述显示器是液晶显示器。

13.根据权利要求10至12任一所述的触摸检测系统，其特征在于，所述显示器上表面覆有一个保护镜片。