CN101751179B - 一种触摸检测灵敏度的自动校准方法、系统及触控终端 - Google Patents

Abstract

本发明适用于触控技术领域，提供了一种触摸检测灵敏度的自动校准方法、系统及触控终端，所述方法包括以下步骤：步骤a，获取传感器检测到的当前通道上的触摸信号；步骤b，结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度，所述基准值与无触摸时稳态下的传感器的参数值有关；步骤c，当判断为需要调整灵敏度时，调整触摸信号的参数值与基准值的差值。本发明中，根据外部的触摸变化，通过检测触摸信号的参数值和基准值判断并适时对触摸信号的参数值和基准值的差值进行调整，实现对灵敏度的动态校准，保证检测输出位置的准确性和线性度，解决了由生产制作过程中引起的偏差、个人的操作习惯、系统环境等差异引入的灵敏度问题。

Description

一种触摸检测灵敏度的自动校准方法、系统及触控终端

技术领域

本发明属于触控技术领域，尤其涉及一种触摸检测灵敏度的自动校准方法、系统及触控终端。

背景技术

目前，触摸检测输入设备已广泛地应用于个人PC、手机、个人数字助理(PDA)、多媒体手持设备以及家用电器上，是一种重要的人机接口输入设备。在将电容式触摸检测设备应用于具体某一些产品时，为了能正常检测到触摸动作以及触摸点位置，需要根据触摸传感器上面的覆盖层的厚度以及传感器的面积大小来相应地设置一组灵敏度参数。在实际生产中，由于传感器的不一致，设备装配的不一致，会使得灵敏度与预置的参数有一定的偏差，影响检测的线性度或检测的灵敏性；在产品生成完成后，不同的用户特征会使得设备检测到的信号有一定的偏差，如用户的手指粗细，按压的轻重，是否穿戴手套等，都会影响到检测输出位置的准确性及线性度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种触摸检测灵敏度的自动校准方法、系统及触控终端，以使触控终端可以根据外部的触摸变化来动态调整自身的检测灵敏度参数，实现检测输出位置的准确性和线性度。

本发明实施例是这样实现的，一种触摸检测灵敏度的自动校准方法，包括以下步骤：

步骤a，获取传感器检测到的当前通道上的触摸信号；

步骤b，结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度，判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围，所述基准值与无触摸时稳态下的传感器的参数值有关；

步骤c，当判断为需要调整灵敏度时，调整触摸信号的参数值与基准值的差值，所述调整触摸信号的参数值与基准值的差值的方式为直接调整触摸信号的参数值相对于基准值的差值本身、通过调整基准值的大小间接调整触摸信号参数值相对于基准值的差值方式中的一种或两种。

若触摸信号的参数值与基准值的差值超出预设范围，则根据以下公式直接调整所述差值的大小：

D＝C*M/T，

其中，D为某一通道调整后的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，C为该通道实际检测到的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，M为该通道的目标灵敏度值，T为该通道的实际灵敏度值。

本发明实施例还提供了一种触摸检测灵敏度的自动校准系统，包括：

判断模块，用于在触摸感应区域的传感器检测到有触摸信号时，结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度，判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围；所述基准值与无触摸时稳态下的传感器的参数值有关；以及

校准模块，当所述判断模块判断为需要调整灵敏度时，调整触摸信号的参数值与基准值的差值，所述调整触摸信号的参数值与基准值的差值的方式为直接调整触摸信号的参数值相对于基准值的差值本身、通过调整基准值的大小间接调整触摸信号参数值相对于基准值的差值方式中的一种或两种；

所述判断模块包括：

差值判断子模块，用于判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围；

所述校准模块包括：

差值校准子模块，用于在所述差值判断子模块判断出所述差值超出预设范围时，根据以下公式调整所述差值的大小：

D＝C*M/T，

其中，D为某一通道调整后的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，C为该通道实际检测到的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，M为该通道的目标灵敏度值，T为该通道的实际灵敏度值。

本发明实施例还提供了一种触控终端，包括如上所述的任意一个触摸检测灵敏度的自动校准系统。

本发明实施例中，根据外部的触摸变化，通过检测触摸信号的参数值和基准值判断并适时对触摸信号的参数值和基准值的差值进行调整，实现对灵敏度的动态校准，保证检测输出位置的准确性和线性度，使用户得到预想的操作效果，解决了由生产制作过程中引起的偏差、个人的操作习惯、系统环境等差异引入的灵敏度问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的触摸检测灵敏度的自动校准方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的各检测通道实际灵敏度值的示意图；

图3是采用图1所示方法调整后的各检测通道灵敏度值的效果示意图；

图4是本发明第一实施例提供的在其中某一通道上触摸时检测到的各通道的触摸信号参数相对于稳态时的变化量；

图5是本发明第一实施例提供的对图4调整后的各通道的触摸信号参数相对于稳态时的变化量；

图6是本发明第二实施例提供的触摸信号的参数值相对于基准值的差值的变化曲线图；

图7是本发明第二实施例提供的触摸检测灵敏度的自动校准方法的实现流程图；

图8是本发明第二实施例提供的触摸检测灵敏度的自动校准系统的结构原理图；

图9是图8中的判断模块的结构原理图；

图10是图8中的校准模块的结构原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，当外部有触摸动作时，获取触摸信号的参数值，通过触摸信号参数值相对于基准值的差值或差值的变化速度，实时有效地对该差值或基准值进行调整，实现对灵敏度的动态校准。

图1示出了本发明实施例提供的触摸检测灵敏度的自动校准方法的实现流程，详述如下：

在步骤S1中，获取传感器检测到的当前通道上的触摸信号。

本发明实施例中，将触摸感应区域划分为多个通道，如某一行或某一列的点属于同一个通道，每一通道均有一目标灵敏度值，所有通道的目标灵敏度值相同。可在每一通道上设置每隔几秒周期性获取触摸信号。

在步骤S2中，结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度。

在步骤S3中，当判断为需要调整灵敏度时，调整触摸信号的参数值与基准值的差值。

基准值与无触摸时稳态下的该通道对应的传感器的参数值有关，当有通道被触摸时，该通道的此时的灵敏度反映为当前触摸信号的参数值相对于基准值的差值，因此，具体调整灵敏度时可以直接调整当前触摸信号的参数值相对于基准值的差值本身，也可以通过调整基准值的大小来间接调整当前触摸信号参数值相对于基准值的差值，或者上述两种调整方式结合起来使用，相应地，上述两种灵敏度的调整方式对应两种灵敏度是否需要调整的判断方式，详述如下：

方式一，判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围，若超出预设范围则判断为需要调整灵敏度。若触摸信号的参数值与基准值相差太多，则说明触摸感应区域对在该通道上的触摸动作的响应不够灵敏，很可能就会使检测输出的位置不够准确。

首先定义各个通道的实际灵敏度为对各通道多次触摸得到的多个触摸信号与基准值的最大差值，由于传感器本身、设备装配制作过程等因素使得各个通道的实际灵敏度值与目标灵敏度值又会有所偏差。各通道的实际灵敏度值可通过如下方式确定：多次触摸待确定实际灵敏度值的通道，可获取到多个触摸信号，而每个触摸信号的参数值相对于基准值均有一差值，其中最大的一个差值为该通道的实际灵敏度值，图2示出了各个通道实际灵敏度值的大小，其中，目标灵敏度值为MAX，从图中不难看出，CH1、CH3、CH4、CH6的灵敏度大于目标灵敏度MAX，而CH2、CH5、CH7、CH8的灵敏度小于目标灵敏度MAX，所以根据各通道实际灵敏度值进行运算得到的坐标与实际坐标将会有很大的偏差，故需对各通道的灵敏度进行调整，多则消减，少则补给，使得各通道所达到的信号变化量最大值即实际灵敏度值与目标灵敏度值一致，达到如图3所示的效果。

若该差值超出预设范围，则调整该差值的大小。

本方式中，可通过以下公式调整该差值的大小：

D＝C*M/T，

其中，D为某一通道调整后的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，C为该通道实际检测到的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，M为该通道的目标灵敏度值，T为该通道的实际灵敏度值。

以图2中的通道CH5为例，当手指按压在通道CH5上时，得到的各通道的触摸信号参数相对于稳态时的变化量如图4所示，而通过上述公式调整后，得到各通道相对于稳态时的参数变化量如图5所示，在通道CH5上灵敏度以提高至目标灵敏度值。

当触摸操作为滑动操作时，每一个通道都在检测到在各自通道范围内被触摸时，由以上方法对灵敏度校正，可以得到用户真实的操作轨迹。

方式二，此方式主要针对使用客观环境的改变，如温度因素，或者针对整机装配过程中造成的基准值的偏离。虽然获取到的触摸信号的参数值大小会受温度、整机装配、手指按键触摸等各种客观环境以及触摸因素的影响造成触摸信号的参数值偏离基准值，但温度、整机装配等因素引入的偏离与手指按压引入的偏离在变化速度上会存在较大的差异，所以方式二中需要进一步通过判断差值的变化速度来区分偏离具体是受哪些因素引起的，最终只在判断出是受温度、整机装配等因素影响时才调整灵敏度。

预设一差值阈值和第一时间阈值、第二时间阈值，当触摸信号的参数值与基准值的差值达到预设的差值阈值时，判断当前通道从接收到触摸信号至差值达到该差值阈值所需的时间是否超出预设的时间阈值(第一时间阈值或第二时间阈值)。图6为触摸信号的参数值相对于基准值的差值的变化曲线图，图中t为差值达到差值阈值所需的时间，T为预设的时间阈值(第一时间阈值或第二时间阈值)，即当t大于T时，则触摸感应区域对在该通道上的触摸动作的响应不够灵敏，很可能就会使检测输出的位置不够准确，需要对灵敏度进行调整，而当t小于等于T时，不需对灵敏度进行调整。

方式二的判断、调整灵敏度的完整流程如图7所示，详述如下：

在步骤S21中，首先判断触摸信号的参数值是否越过基准值朝按键方向变化。

对于不同的校准系统，可能有参数值越过基准值变大和变小两种变化方向为朝按键方向变化，但对于一个确定的校准系统，而手指按键触摸对触摸信号的参数值的影响是确定的，不是增大就是减小。如可设定当触摸信号的参数值越过基准值变大为朝按键方向变化，变小为朝按键反方向变化。若朝按键反方向变化则说明肯定没有手指按键触摸，进入步骤S22，而若朝按键方向变化则可能是有手指按键触摸，也可能有手指按键触摸只是力度稍小，进入步骤S23。

在步骤S22中，进一步判断触摸信号的参数值越过基准值朝按键反方向变化的持续时间是否超出预设的第一时间阈值T1，若是，则进入步骤S3中调整基准值，否则结束不作调整。

在步骤S3中，可采用调整基准值逐步逼近触摸信号的参数值的方式实现对灵敏度的校准。

可采用以下公式调整基准值大小：

R＝X1*S+X2*R’，

其中R表示为调整后的基准值，S为当前通道的触摸信号的参数值，R’为调整前的基准值，X1、X2分别为预设的S、R’的权重系数。

在步骤S23中，判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否大于差值阈值，若是，则说明本次触摸信号为手指按键触摸所致，则不作调整。若小于差值阈值，则进入步骤S24。

在步骤S24中，进一步判断从接收到触摸信号至触摸信号的参数值与基准值的差值达到预设的差值阈值所需的时间是否超出预设的第二时间阈值T2，若是，则进入步骤S3中调整基准值，否则结束不作调整。

其中，第二时间阈值T2与第一时间阈值T1可相同也可不同。

同理，当触摸操作为滑动操作时，每一个通道都在检测到在各自通道范围内被触摸时，由以上方法对灵敏度校正，可以得到用户真实的操作轨迹。

本领域的普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可采用ROM/RAM、磁盘、光盘等。

图8示出了本发明实施例提供的触摸检测灵敏度的自动校准系统的结构原理，为例便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。其中的全部或部分模块可以为内置于驱动IC中的软件单元。

参照图8，当有某一通道检测到有触摸信号时，判断模块81结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度，其中，基准值与无触摸时稳态下的传感器的参数值有关，若判断需要调整灵敏度，则触发校准模块82调整触摸信号的参数值与基准值的差值，从而实现调整该通道灵敏度的效果。

本发明实施例中，具体调整灵敏度时可以直接调整当前触摸信号的参数值相对于基准值的差值本身，也可以通过调整基准值的大小来间接调整当前触摸信号参数值相对于基准值的差值，或者上述两种调整方式结合起来使用。

参照图9、图10，对应于调整差值本身的方式，判断模块81需包括差值判断子模块811的判断组件，校准模块82包括差值校准子模块821，其中差值判断子模块811判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围，差值校准子模块821则在差值判断子模块811判断出所述差值超出预设范围，根据以下公式调整所述差值的大小：

D＝C*M/T，

其中，D为某一通道调整后的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，C为该通道实际检测到的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，M为该通道的目标灵敏度值，T为该通道的实际灵敏度值。其中实际灵敏度值T为多次触摸待确定实际灵敏度值T的通道后，获取到的多个触摸信号的参数值与基准值的最大的一个差值。

对应于调整基准值的方式，判断模块81需包括以触摸方向判断子模块8121、触摸时间判断子模块8122、按键判断子模块8123、触摸变化速度判断子模块8124在内的判断组件812，其中触摸方向判断子模块8121判断触摸信号的参数值是否越过基准值朝按键方向变化，触摸时间判断子模块8122在触摸方向判断子模块8121判断出触摸信号的参数值越过基准值朝按键反方向变化时，进一步判断触摸信号的参数值越过基准值朝按键反方向变化的持续时间是否超出预设的第一时间阈值。按键判断子模块8123在触摸方向判断子模块8121判断出触摸信号的参数值越过基准值朝按键方向变化时，进一步判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否小于差值阈值，触摸变化速度判断子模块8124在按键判断子模块8123判断为所述差值小于差值阈值时，进一步判断从接收到触摸信号至触摸信号的参数值与基准值的差值达到预设的差值阈值所需的时间是否超出预设的第二时间阈值。基准值校准子模块822在触摸时间判断子模块8122中判断出所需的时间超出预设的第一时间阈值，或在触摸变化速度判断子模块8124中判断出所需的时间超出预设的第二时间阈值，则根据以下公式调整所述基准值的大小：

R＝X1*S+X2*R’，

其中R表示为调整后的基准值，S为当前通道的触摸信号的参数值，R’为调整前的基准值，X1、X2分别为预设的S、R’的权重系数。

上述触摸检测灵敏度的自动校准系统可应用于具有触摸屏、触摸按键、触摸滑条、触摸转轮等功能的各种触控终端中，可保证检测输出触摸位置的准确性和线性度。

本发明实施例中，根据外部的触摸变化，通过检测触摸信号参数值相对于基准值的差值或差值的变化速度，实时有效地对该差值进行调整，具体可直接调整该差值的大小，或调整基准值以使基准值逼近当前检测到的触摸信号的参数值，从而实现对灵敏度的动态校准，保证检测输出触摸位置的准确性和线性度，使用户得到预想的操作效果，解决了由生产制作过程中引起的偏差、个人的操作习惯、系统环境等差异引入的灵敏度偏差问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种触摸检测灵敏度的自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，获取传感器检测到的当前通道上的触摸信号；

步骤b，结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度，判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围，所述基准值与无触摸时稳态下的传感器的参数值有关；

步骤c，当判断为需要调整灵敏度时，调整触摸信号的参数值与基准值的差值，所述调整触摸信号的参数值与基准值的差值的方式为直接调整触摸信号的参数值相对于基准值的差值本身、通过调整基准值的大小间接调整触摸信号参数值相对于基准值的差值方式中的一种或两种;

若触摸信号的参数值与基准值的差值超出预设范围，则根据以下公式直接调整所述差值的大小：

D＝C*M/T，

其中，D为某一通道调整后的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，C为该通道实际检测到的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，M为该通道的目标灵敏度值，T为该通道的实际灵敏度值。

2.如权利要求1所述的触摸检测灵敏度的自动校准方法，其特征在于，各个通道的实际灵敏度值T由以下方式确定：

多次触摸待确定实际灵敏度值T的通道，获取到多个触摸信号，每个触摸信号的参数值相对于基准值均有一差值，其中最大的一个差值为该通道的实际灵敏度值T。

3.如权利要求1所述的触摸检测灵敏度的自动校准方法，其特征在于，所述步骤b包括：

步骤b1，判断触摸信号的参数值是否越过基准值朝按键方向变化；

步骤b2，若触摸信号的参数值越过基准值朝按键反方向变化，则进一步判断朝按键反方向变化的持续时间是否超出预设的第一时间阈值； 

步骤b3，若触摸信号的参数值越过基准值朝按键方向变化，则进一步判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否小于差值阈值，若小于则进一步判断从接收到触摸信号至触摸信号的参数值与基准值的差值达到预设的差值阈值所需的时间是否超出预设的第二时间阈值，所述第二时间阈值与所述第一时间阈值不相等；

所述步骤c具体为：

若在步骤b2朝按键反方向变化的持续时间超出预设的第一时间阈值，或在步骤b3中从接收到触摸信号至触摸信号的参数值与基准值的差值达到预设的差值阈值所需的时间超出预设的第二时间阈值，则根据以下公式调整所述基准值的大小：

R＝X1*S+X2*R’，

其中R表示为调整后的基准值，S为当前通道的触摸信号的参数值，R’为调整前的基准值，X1、X2分别为预设的S、R’的权重系数。

4.如权利要求3所述的触摸检测灵敏度的自动校准方法，其特征在于，所述第一时间阈值与所述第二时间阈值相等。

5.一种触摸检测灵敏度的自动校准系统，其特征在于，包括：

判断模块，用于在触摸感应区域的传感器检测到有触摸信号时，结合触摸信号的参数值与基准值判断是否需要调整灵敏度，判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预设范围；所述基准值与无触摸时稳态下的传感器的参数值有关；以及

校准模块，当所述判断模块判断为需要调整灵敏度时，调整触摸信号的参数值与基准值的差值，所述调整触摸信号的参数值与基准值的差值的方式为直接调整触摸信号的参数值相对于基准值的差值本身、通过调整基准值的大小间接调整触摸信号参数值相对于基准值的差值方式中的一种或两种；

所述判断模块包括：

差值判断子模块，用于判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否超出预 设范围；

所述校准模块包括：

差值校准子模块，用于在所述差值判断子模块判断出所述差值超出预设范围时，根据以下公式调整所述差值的大小：

D＝C*M/T，

其中，D为某一通道调整后的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，C为该通道实际检测到的触摸信号的参数值相对于基准值的差值，M为该通道的目标灵敏度值，T为该通道的实际灵敏度值。

6.如权利要求5所述的触摸检测灵敏度的自动校准系统，其特征在于，各个通道的实际灵敏度值T为多次触摸待确定实际灵敏度值T的通道后，获取到的多个触摸信号的参数值与基准值的最大的一个差值。

7.如权利要求5所述的触摸检测灵敏度的自动校准系统，其特征在于：

所述判断模块包括：

触摸方向判断子模块，用于判断触摸信号的参数值是否越过基准值朝按键方向变化；

触摸时间判断子模块，用于在所述触摸方向判断子模块判断出触摸信号的参数值越过基准值朝按键反方向变化时，进一步判断朝按键反方向变化的持续时间是否超出预设的第一时间阈值；

按键判断子模块，用于在所述触摸方向判断子模块判断出触摸信号的参数值越过基准值朝按键方向变化时，进一步判断触摸信号的参数值与基准值的差值是否小于差值阈值，

触摸变化速度判断子模块，用于在所述按键判断子模块判断为所述差值小于差值阈值时，进一步判断从接收到触摸信号至触摸信号的参数值与基准值的差值达到预设的差值阈值所需的时间是否超出预设的第二时间阈值；

所述校准模块包括：

基准值校准子模块，用于在所述触摸时间判断子模块中判断出所需的时间 超出预设的第一时间阈值，或所述触摸变化速度判断子模块中判断出所需的时间超出预设的第二时间阈值，则根据以下公式调整所述基准值的大小：

R＝X1*S+X2*R’，

其中R表示为调整后的基准值，S为当前通道的触摸信号的参数值，R’为调整前的基准值，X1、X2分别为预设的S、R’的权重系数。

8.一种触控终端，其特征在于，包括一个如权利要求5所述的触摸检测灵敏度的自动校准系统。 

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