CN101609385A - 一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法及系统，所述方法应用于设有至少两块电阻式触摸屏的手机，包括：对手机上每一块电阻式触摸屏进行检测；当检测到任一触摸屏被触摸时，得到该被触摸的触摸屏上的触点坐标信息。所述系统包括：多块电阻式触摸屏、控制单元、驱动电路单元；多块电阻式触摸屏相互并联的接入驱动电路单元；驱动电路单元与控制单元相连，用于将电阻式触摸屏被触摸时产生的电压信号转换成为触点的坐标信息并发送给控制单元；控制单元用于接收触点的坐标信息。采用本发明后，与现有技术相比，使用成本低廉的电阻式触摸屏即实现了多点触摸和组合动作的输入，使用户操作更为简便，而且提高了使用便利性。

Description

一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法及系统

技术领域

本发明涉及电子电路及其应用领域，尤其涉及一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法及系统。

背景技术

作为一种便捷的输入设备，触摸屏的应用越来越广泛，尤其在手持终端上几乎已成为标准配置。触摸屏的实现技术类型分为：电阻式、电容式、红外、声表面波、电磁、近场成像等等。电阻式触摸屏是当前使用最为广泛、成本最低的触摸屏。

现有的四线电阻式触摸屏物理结构如图1A所示。如103所示，触摸屏由3层重叠构成：一层X方向电阻101，一层Y方向电阻102，两层电阻中间为隔离层。电阻层101和102都是由均匀的电阻材料构成，分别在两端通过导线连接出两根连接线，命名为X+，X-，Y+，Y-。X电阻层102和Y电阻层102在重叠时电阻方向垂直，中间由隔离层隔离，一般情况下断路。在触摸屏被按压情况下，X电阻层101会和Y电阻层102在触压的位置相导通。

而四线电阻式触摸屏应用电路如图1B所示，其中包括：触摸屏150、驱动电路单元161及控制单元162。触摸屏150在被触击按压时，逻辑上等效为四个电阻的组合，呈十字交叉型。驱动电路单元161一般由控制导通的MOSFET管(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)和ADC(Analog Digital Converter，模数转换器)构成。图1B中153、154、155、156为四个可以由控制单元分别控制导通或关断的MOSFET管。电阻151和二极管152用于产生中断信号，产生的中断信号通过接线端157发送给控制单元162。158为一个单刀双掷开关，用于在测量触控点的X方向坐标和Y方向坐标时选择通路。159为ADC，结合单刀双掷开关158分别将X方向的电压信号和Y方向的电压信号转化为X方向和Y方向的数字坐标信息。控制单元通过接线端160从ADC159处获取数字坐标信息。

图1C所示为四线电阻式触摸屏的驱动电路单元中，采用两个ADC分别将X方向和Y方向的电压信号转换为数字坐标信息的电路图。如此则不需要采用开关进行切换连接通路。采用图1B所示或1C所示电路，原理一致。另外，如果控制单元中已集成ADC的话，也可以在触摸屏驱动电路单元中省略ADC。有些控制单元还能集成触摸屏控制器，因此也就不需要额外添加驱动电路单元。电阻式触摸屏除四线式，还有五线式、七线式、和八线式。它们在结构上略有不同，但将上述电路进行略微修改即可使用其它三种触摸屏。

采用图1B所示应用电路获取四线电阻式触摸屏上触点坐标的流程，如图1D所示，包括以下步骤：

170：应用电路启动后，控制单元162控制MOS管155导通。如此触摸屏150上的动作能够通过驱动电路单元161向控制单元162提供中断信号；

171：当触摸屏上发生触摸动作时(即触摸屏被按下)，驱动电路单元161发送中断信号到接线端157；

当触摸屏被按下时，屏上X、Y轴交叉点处出现短路，则电流从VCC开始经过151、152、X+、XY交叉点、Y-、MOS管155，最后到地形成一个导通路径。因此会在151和152的中间位置(即接线端157处)形成中断信号。

172：控制单元162获得中断信号后，将MOS管154导通。如此则触摸屏Y方向上电阻导通，并且在接触点位置出现分压的电压信号。使158单刀双掷开关连接到触摸屏的X+引线，使ADC159能够获得Y方向的电压分压情况；

173：ADC 159将获得的电压信号转换为数字信息，即Y方向的坐标值；

174：控制单元162通过接线端160从ADC159读取Y方向的坐标值；

175：关断MOS管154和155，导通153和156，对X方向的坐标值进行测量。

176：将单刀双掷开关158连接到触摸屏的Y+引线；

177：ADC159将X方向的由接触点分压的电压电平转换为数字信息，即X方向的坐标值；

178：控制单元162通过接线端160从ADC159读取X方向的坐标值；

179：再次关断MOS管153和156，导通155等待新的触摸输入。

通过控制单元上的驱动软件进行触摸屏坐标值的获取时，也可以通过多次转换求平均值，来获得更为精准的触摸坐标。

从上述说明可以看出，现有电阻式触摸屏只能检测到一个点的坐标位置，如果同时触摸多个点则不能获得有效坐标。电容式触摸屏等其它技术实现可以做到多点触摸输入，但成本较电阻式高出很多，目前只应用在部分高端产品上。因此，如何低成本的实现多点触摸输入是当前应用领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法及系统，以解决现有技术中无法低成本的实现多点触摸输入的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法，应用于设有至少两块电阻式触摸屏的手机，包括：

对所述手机上每一块电阻式触摸屏进行检测；当检测到任一触摸屏被触摸时，得到该被触摸的触摸屏上的触点坐标信息。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述手机中还保存有组合动作信息库，该库中保存有组合动作和手机功能之间的对应关系；

如果判断出所述多块触摸屏上的发生的触摸动作之间的时间间隔小于设定值，则将所述多个动作作为组合动作到所述组合动作信息库中进行检索，如检索到匹配项，则执行所述组合动作对应的功能。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述动作为发生在所述触摸屏上的一个从按下到抬起之间所有接触到的点所组成的轨迹。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

所述发生在多块触摸屏上的触摸动作之间的时间间隔为发生在一块触摸屏上的后一个触摸动作的开始时间与发生在另一块触摸屏上的前一个触摸动作的结束时间的时间差。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：

组合动作信息库中保存的组合动作和手机功能之间的对应关系由用户自定义设置和/或厂商进行设定。

为解决上述问题，本发明还提供了一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的系统，包括：多块电阻式触摸屏、控制单元、驱动电路单元；

所述多块电阻式触摸屏相互并联的接入所述驱动电路单元；

所述驱动电路单元与所述控制单元相连，用于将所述电阻式触摸屏被触摸时产生的电压信号转换成为触点的坐标信息并发送给所述控制单元；

所述控制单元用于接收所述触点的坐标信息。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述控制单元中保存有组合动作信息库，该库中保存有组合动作和手机功能之间的对应关系；

所述控制单元还用于在判断出所述多块触摸屏上的发生的触摸动作之间的时间间隔小于设定值时，将所述多个动作作为组合动作到所述组合动作信息库中进行检索，如检索到匹配项，则还用于控制执行所述组合动作对应的功能。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述动作为发生在所述触摸屏上的一个从按下到抬起之间所有接触到的点所组成的轨迹。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述发生在多块触摸屏上的触摸动作之间的时间间隔为发生在一块触摸屏上的后一个触摸动作的开始时间与发生在另一块触摸屏上的前一个触摸动作的结束时间的时间差。

进一步地，上述系统还可具有以下特征：

所述驱动电路单元还用于在所述电阻式触摸屏被触摸时，向所述控制单元发送一与该电阻式触摸屏相对应的中断信号；

所述控制单元用于在接收到所述中断信号后，控制所述驱动电路单元将所述电阻式触摸屏产生的电压信号转换为数字坐标信息。

采用本发明后，与现有技术相比，使用成本低廉的电阻式触摸屏即实现了多点触摸和组合动作的输入，使用户操作更为简便，而且提高了使用便利性。

附图说明

图1A为现有技术中典型四线电阻式触摸屏物理结构示意；

图1B及图1C为现有技术中典型四线电阻式触摸屏应用电路；

图1D为现有技术中典型四线电阻式触摸屏触摸坐标信息获取流程图；

图2A为本发明实施例中多块电阻式触摸屏的组合连接方式框图；

图2B为本发明实施例中多块电阻式触摸屏的组合输入工作流程图；

图3A为本发明应用实例中在手机上利用两块四线电阻式触摸屏实现两点触摸输入和组合动作输入的结构图；

图3B及3C为本发明应用实例中可定义的组合动作的示意图；

图3D为本发明应用实例中实现组合动作识别的工作流程图；

图4为本发明应用实例中组合动作信息库内容的自定义流程图；

图5是本发明另一个应用实例中多块电阻式触摸屏的位置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

本发明所述方法的基本构思是：对具有多电阻式触摸屏的手机上的每一块电阻式触摸屏进行检测；当检测到任一触摸屏被触摸时，分别得到该被触摸的触摸屏上的触点坐标信息。

本发明所述的利用多块电阻式触摸屏实现多点输入和组合动作的系统，如图2A所示，包含以下三部分：

多块电阻式触摸屏201～204：本发明所用触摸屏为电阻式触摸屏。多块(两块以及更多)触摸屏并行的接入电子系统。从电气特性角度上看，各块触摸屏是独立存在的。驱动电路单元205将每块触摸屏上的触摸坐标信息传递给控制单元206。每一块触摸屏都有中断连接到控制单元206。机械结构上，各触摸屏可以以任意方式组合，例如同一平面拼接、不同平面平行放置、互相垂直放置、呈一定角度放置等等。

驱动电路单元205：该单元将多块触摸屏连接到控制单元206中，用于将各触摸屏产生的电压信号转换为坐标值并发送给控制单元206。

控制单元206：可以是各种各样的电子系统，例如手机、媒体播放器、GPS导航仪等的硬件系统。该单元是本发明所述方法的执行单元，其通过控制驱动电路单元205，获得多块触摸屏传来的各自之上的触摸坐标信息和输入动作，并对这些组合动作进行分析辨识。该控制单元中还保存有一组合动作信息库，其为该控制单元能够识别的所有多点输入和组合动作的集合。在获得多点输入和组合动作之后，控制单元通过对组合动作信息库的检索来识别出输入动作对应的功能。组合动作信息库内的内容除了根据设计需要进行初始设定外，用户还可以根据使用习惯对其进行自定义。

对于动作与动作之间的间隔判断的关键是设定特定的时间间隙，本发明所指的两个动作之间的时间间隔是指一个动作结束之后(发生在任意一个触摸屏上的动作)到下一个动作开始之间的时间间隔。超过一定时间间隔则将两个动作判定为不同动作，在一定间隔范围内则判定为同一个组合动作的不同阶段。如果不同屏上的动作在时间上有重合，则认为这些动作属于同一个组合动作。

本发明所述动作为发生在触摸屏上的一个从按下到抬起之间所有接触到的点所组成的轨迹。可以是单个的点，也可以使任意的直线或者曲线。而组合动作即为来自不同屏的两个或两个以上的动作构成的一个具有特定意义的动作。

本发明所述方法主要是对组合动作的检测判断。因本发明所述系统包含两个或两个以上的触摸屏，即组合动作可以由两个或两个以上的动作组成。假设系统由N个触摸屏组成，每一个触摸屏上都可以产生动作。而至少两个屏上各产生一个动作，并且两个动作在时间上相差少于一个给定的时间差，则可以构成一个组合动作。

本发明所述方法的软件流程如图2B所示，对应每一个触摸屏采用单独的线程获取其上的触摸坐标信息及动作。流程详述如下：

210：启动每个触摸屏对应的检测线程；

211：控制单元等待驱动电路单元发来的中断信号；

212：获得中断信号之后，驱动电路单元从对应触摸屏获取触点的坐标值并发送给控制单元。如果在一个屏上出现了连续的触摸，则驱动电路单元获取的是一个连续的动作输入；

213：当一次输入结束之后，将从每个触摸屏获得的动作(包括单个点的输入，或者连续线输入都为触摸动作)，组合成为组合动作。

214：在控制单元的组合动作信息库中进行搜索，辨识213步骤所获得的组合动作的具体功能。

215：执行214步骤所检索到的组合动作对应的功能。

手机的电子硬件系统集成度很高，驱动电路单元的具体实现可以利用手机平台芯片集成的开关控制MOSFET管和ADC，也可以对应每个触摸屏添加触摸屏控制器。在本发明中，驱动电路单元的关键是使两个触摸屏上的触摸位置信息的采集能够分开进行，以便于实现多点同时触摸输入。在本实施例中为两个触摸屏分别添加相应的驱动电路单元。

下面用本发明的一应用实例进一步加以说明。

手机正面与LCD结合在一起安装一个四线电阻式触摸屏(以下简称触摸屏T)，同时在手机背面也安装一个四线电阻式触摸屏(以下简称触摸屏B)。手机背面无LCD显示屏，触摸屏安装在电池舱盖位置上方。如图3A所示，301为手机正面示意图，302为与LCD显示屏重合在一起的正面触摸屏T，303为手机键盘区域，304为手机背面示意图，305为背面触摸屏B，306为手机电池舱舱盖。

有两个触摸屏进行输入，在本实施例中可以进行多种类型的组合动作定义：

1、触及背面屏与不触及背面屏作为两个不同的状态变量，结合正面屏幕的触摸输入动作，与只有一个触摸屏所输入的动作相比可定义的动作数量翻倍；

2、触击背面不同区域，例如将背面屏幕划分为上下左右四个区域，结合正面屏幕的同一个触摸动作就可以实现四种不同类型的输入动作；

3、在背面屏输入一个动作，在正面屏输入一个动作，则可以组合出一个与特定功能相关联的组合动作。输入的触摸动作泛指：对触摸屏的点击，在触摸屏上划线，以及在触摸屏上连续画出一个简易图形，例如三角形、圆形等。

优选的本应用实例仅详细进行如下四个组合动作的定义：

在手机系统桌面显示状态下，触摸屏T上从上往下连续滑动触摸，触摸屏B上从下往上滑动触摸，系统打开音乐播放器。如图3B所示：310为从正面正视触摸屏示意；311为触摸屏T上的动作方向示意；312为触摸屏B上的动作示意。

在手机系统桌面显示状态下，触摸屏T上从左向右连续滑动触摸，触摸屏B上从右向左滑动触摸，系统打开摄像机功能。如图3B所示：313为从正面正视触摸屏示意；314为触摸屏T上的动作方向示意；315为触摸屏B上的动作示意。

在图片全屏显示的浏览状态下，如触摸屏T和B上出现方向相背离的滑动触摸动作，则放大图片；如图3C所示：320为从正面正视触摸屏的示意图；321为触摸屏T上的动作示意；322为触摸屏B上的动作示意。本定义关键是两个屏上动作为从中心向边缘运动，方向相背离。例如水平方向的，从中心出发的相背离亦可进行放大图片。

在图片全屏显示的浏览状态下，如触摸屏T和B上出现方向相向的滑动触摸动作，则缩小图片。如图3C所示：330为从正面正视触摸屏的示意图；331为触摸屏T上的动作示意；332为触摸屏B上的动作示意。本定义关键是两个屏上动作为从边缘向中心运动，方向相对。例如水平方向的，从边缘出发向中心相对的亦可缩小图片。

在本应用实例中，手机上两个触摸屏输入的组合动作检测流程如图3D所示。与只有单个触摸屏系统检测的不同是：在获得一个触摸屏的输入信息时，需要考虑一下另外一个触摸屏是否有输入，以及输入的动作是什么。

350：开始对触摸屏T和触摸屏B进行检测；

351：持续等待触摸屏T和触摸屏B通过驱动电路单元发送来的中断；

352：在得到中断信息之后对相应触摸屏上的动作进行检测；

353：如果检测到了触摸屏T和触摸屏B都有动作输入，且二者时间间隔小于设定值，则对结合当前的系统状态，将上述两个动作作为组合动作在动作组合信息库进行检索，识别该组合动作的含义。本实施例仅定义了四个组合动作，并且分属于两种系统状态：手机系统桌面显示状态和图片全屏显示的浏览状态。可以首先获取当前系统显示的状态，然后在根据组合动作进行识别。

354：根据353步骤得到的识别执行相应功能。

本发明所述方法及系统中的组合动作信息库，包含了已经定义的不同组合动作对应的功能，即不同组合动作的含义。用户也可以自定义不同组合动作对应的功能。自定义的流程如图4所示，包括：

401：启动组合动作自定义功能；

402：输入组合动作的命名。组合动作信息库中，每一个组合动作至少包含三个要素：1.命名；2.由哪几个触摸屏上的哪几个动作组成；3.对应的功能。在自定义的时候首先需要命名；

403：指定该组合动作对应的系统功能，实现动作与功能的关联关系；

404：输入组合动作。通过触摸屏输入自定义的动作，以便系统对其进行记录；

405：测试系统对组合动作识别是否与预期一致；

406：如果405的测试效果满意则执行步骤407，否则执行步骤404；

407：将该自定义组合动作记入组合动作信息库；

408：是否需要继续增加自定义组合动作，如果继续则执行步骤402，如果不继续则结束自定义组合动作功能；

409：关闭组合动作自定义功能。

相对于上述应用实例，略作变化即可实现的另外一个实施例：手机的正面与LCD结合在一起安装一个四线电阻式触摸屏，同时在手机的侧面安装另外一个四线电阻式触摸屏，如图5所示。501为手机示意图整体，502为与LCD重叠在一起的一个四线电阻式触摸屏，503为手机侧面安装的一个四线电阻式触摸屏。相对上一应用实例，本应用实例仅是两个触摸屏的相对位置发生了变化，用户在使用时可以进行单手操作，而且可以定义出更多不同的动作组合。

上述两个应用实例均采用两块四线电阻式触摸屏的组合，在实际使用时也可以把触摸屏的数量扩展为三个甚至更多，进而定义出更多不同的动作组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的方法，应用于设有至少两块电阻式触摸屏的手机，其特征在于，

对所述手机上每一块电阻式触摸屏进行检测；当检测到任一触摸屏被触摸时，得到该被触摸的触摸屏上的触点坐标信息。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述手机中还保存有组合动作信息库，该库中保存有组合动作和手机功能之间的对应关系；

如果判断出所述多块触摸屏上的发生的触摸动作之间的时间间隔小于设定值，则将所述多个动作作为组合动作到所述组合动作信息库中进行检索，如检索到匹配项，则执行所述组合动作对应的功能。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述动作为发生在所述触摸屏上的一个从按下到抬起之间所有接触到的点所组成的轨迹。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述发生在多块触摸屏上的触摸动作之间的时间间隔为发生在一块触摸屏上的后一个触摸动作的开始时间与发生在另一块触摸屏上的前一个触摸动作的结束时间的时间差。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，

组合动作信息库中保存的组合动作和手机功能之间的对应关系由用户自定义设置和/或厂商进行设定。

6、一种利用多块电阻式触摸屏实现多点输入的系统，其特征在于，包括：多块电阻式触摸屏、控制单元、驱动电路单元；

所述多块电阻式触摸屏相互并联的接入所述驱动电路单元；

所述驱动电路单元与所述控制单元相连，用于将所述电阻式触摸屏被触摸时产生的电压信号转换成为触点的坐标信息并发送给所述控制单元；

所述控制单元用于接收所述触点的坐标信息。

7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述控制单元中保存有组合动作信息库，该库中保存有组合动作和手机功能之间的对应关系；

所述控制单元还用于在判断出所述多块触摸屏上的发生的触摸动作之间的时间间隔小于设定值时，将所述多个动作作为组合动作到所述组合动作信息库中进行检索，如检索到匹配项，则还用于控制执行所述组合动作对应的功能。

8、如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述动作为发生在所述触摸屏上的一个从按下到抬起之间所有接触到的点所组成的轨迹。

9、如权利要求7或8所述的系统，其特征在于，

所述发生在多块触摸屏上的触摸动作之间的时间间隔为发生在一块触摸屏上的后一个触摸动作的开始时间与发生在另一块触摸屏上的前一个触摸动作的结束时间的时间差。

10、如权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述驱动电路单元还用于在所述电阻式触摸屏被触摸时，向所述控制单元发送一与该电阻式触摸屏相对应的中断信号；

所述控制单元用于在接收到所述中断信号后，控制所述驱动电路单元将所述电阻式触摸屏产生的电压信号转换为数字坐标信息。

Images