CN102375583A - 坐标输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种坐标输入装置，涉及电子产品领域，在实现对手、笔等触点在显示屏上点击时的坐标进行检测的同时，可以不影响显示屏的透光率。包括：显示屏、薄膜传感器和控制模块；在与所述显示屏的接触面相反的一面上设有至少四个薄膜传感器，所述至少四个薄膜传感器中至少两个薄膜传感器成行排列，至少两个薄膜传感器成列排列，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述控制模块的输入端相连接；所述至少四个薄膜传感器将各自所产生的电信号发送给控制模块；所述控制模块用于根据接收到的电信号确定所述触点的坐标。本发明实施例主要应用于当触点在显示屏上进行点击时，对所述触点的坐标进行检测的过程中。

Description

坐标输入装置

技术领域

本发明涉及电子产品领域，尤其涉及一种坐标输入装置。

背景技术

随着电子信息设备的快速发展，人们对电子信息设备的输入交互不再局限于按键的操作，越来越要求在显示屏上直接点击进行交互。目前，为了能够实现手、笔等触点点击的坐标输入，现有技术主要通过在显示屏的接触面上(手、笔等触点直接接触的一面)设置电阻传感器或者电容传感器，从而实现在显示屏上直接进行人机交互。

然而，现有的显示屏上实现手、笔等触点点击的坐标输入方式，造成显示屏的透光率降低，从而使得显示屏的显示效果较差，特别是对于反射式显示屏的显示效果的影响更为显著。

发明内容

本发明的实施例提供一种坐标输入装置，在实现对手、笔等触点在显示屏上点击时的坐标进行检测的同时，可以不影响显示屏的透光率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种坐标输入装置，包括：

显示屏、薄膜传感器和控制模块；

在与所述显示屏的接触面相反的一面上设有至少四个薄膜传感器，所述至少四个薄膜传感器中至少两个薄膜传感器成行排列，至少两个薄膜传感器成列排列，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述控制模块的输入端相连接；

所述至少四个薄膜传感器，用于各自感应触点在所述显示屏的接触面上点击时产生的压力，并将各自所产生的与所述压力对应的电信号发送给控制模块；

所述控制模块，用于根据接收到的所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号确定所述触点的坐标。

所述薄膜传感器为条形薄膜传感器。

本发明实施例提供的坐标输入装置中，所述至少四个薄膜传感器中至少两个薄膜传感器成行排列，至少两个薄膜传感器成列排列，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述控制模块的输入端相连接。当有触点(如笔、手等)在所述显示屏的接触面上进行点击时，所述至少四个薄膜传感器各自将感应到该触点产生的压力，并将各自所产生的与所述压力对应的电信号发送给控制模块，所述控制模块根据接收到的所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号确定所述触点的坐标。

由于所述至少四个薄膜传感器位于与所述显示屏的接触面相反的一面上，因而不会对所述显示屏的透光率产生影响，与现有技术通过在显示屏的接触面上设置电阻传感器或者电容传感器从而导致显示屏的透光率降低相比，本发明的实施例在实现对手、笔等触点在显示屏上点击坐标检测的同时，可以不影响显示屏的透光率，从而克服了采用现有技术导致显示屏的透光率降低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种坐标输入装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种控制模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种应用场景下采用的坐标输入装置的结构示意图；

图4为当触点点击图3中的A点时，单片机采集到的部分薄膜传感器产生的波形图；

图5为当触点点击图3中的B点时，单片机采集到的部分薄膜传感器产生的波形图；

图6为本发明实施例提供的另一种控制模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的实施例提供一种坐标输入装置，包括：显示屏11、至少四个薄膜传感器12和控制模块13。

其中，显示屏11用来显示信息设备需要显示的内容，(见图1中用交叉线进行填充的区域)。在与所述显示屏11的接触面相反的一面上设有至少四个薄膜传感器12。本实施例的显示屏为双稳态显示屏。

所述至少四个薄膜传感器中至少两个薄膜传感器成行排列，至少两个薄膜传感器成列排列，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器12各自与所述控制模块13的输入端相连接。

所述至少四个薄膜传感器12，用于各自感应触点在所述显示屏11的接触面上点击时产生的压力，并将各自所产生的与所述压力对应的电信号发送给控制模块；

所述控制模块13，用于根据接收到的所述至少四个薄膜传感器12中每一个薄膜传感器12发送的电信号确定所述触点的坐标。

需要说明的是，所述显示屏11的接触面为手、笔等触点直接接触的一面，如图1中所示的一个“手”的图形表示的触点10所接触的表面即为所述显示屏11的接触面，也就是可以看见的显示屏的上方，同理，与所述显示屏11的接触面相反的一面，即为图1中所示的显示屏的下方。

另外，图1是以5个薄膜传感器成行排列、4个薄膜传感器成列排列为例进行介绍的，其中，5个成行排列的薄膜传感器依次表示为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5，4个成列排列的薄膜传感器依次表示为X1、X2、X3、X4。图1所示的坐标输入装置为一种可能的应用结构，具体实施过程中，也可以为2个薄膜传感器成行排列、2个薄膜传感器成列排列。只要满足至少有两个薄膜传感器成行排列，并且至少有两个薄膜传感器成列排列即可。

另外，所述薄膜传感器的形状可以为条形的。具体的，所述薄膜传感器的形状可以为矩形，或者具有倒角的矩形。

进一步地，如图1所示的坐标输入装置(图未示)还可以包括：壳体。

所述壳体用于支撑和固定信息设备的特定部件，对控制模块和薄膜传感器提供保护。具体应用时，可以将所述控制模块固定于所述壳体的内侧，所述壳体位于与所述显示屏的接触面相反的一面上，并包裹着所述至少四个薄膜传感器。

进一步地，具体应用时，所述至少四个薄膜传感器可以采用粘合剂粘合在与所述显示屏的接触面相反的一面上。

具体应用时，为了减少显示屏受到意外压力的损伤，可以在所述显示屏上设置保护介质，所述保护介质包括：玻璃或者亚克力板。

进一步地，所述显示屏为矩形时，在具体实现所述至少四个薄膜传感器中至少两个薄膜传感器成行排列，至少两个薄膜传感器成列排列时，一种可能的排列结构为：所述至少四个薄膜传感器中至少有两个薄膜传感器成行均匀排列，并各自与所述矩形显示屏的长边平行，并且至少有两个薄膜传感器成列均匀排列，并各自与所述矩形显示屏的宽边平行。

例如，图1中所示的5个成行排列的薄膜传感器Y1、Y2、Y3、Y4、Y5各自与所述显示屏的宽边(下侧边)平行，这5个成行排列的薄膜传感器中每两个薄膜传感器之间的间距相等，即它们之间为均匀排列的。又如，4个成列排列的薄膜传感器X1、X2、X3、X4各自与所述显示屏的长边(左侧边)平行，这4个成列排列的薄膜传感器中每两个薄膜传感器之间的间距相等，即它们之间为均匀排列的。

另外，具体应用时，成行排列的薄膜传感器和成列排列的薄膜传感器之间的层叠次序不受限制。比如，成行排列的薄膜传感器可以位于成列排列的薄膜传感器之上，或者，成行排列的薄膜传感器中一部分位于成列排列的薄膜传感器之上，同时成行排列的薄膜传感器中另一部分位于成列排列的薄膜传感器之下。所述成行排列的薄膜传感器和成列排列的薄膜传感器之间的层叠次序可以有很多实现方式，在此不作限制。

进一步，为了更清楚的描述本发明实施例提供的坐标输入装置，对所述控制模块进行详细介绍，具体应用时，所述控制模块可以采用的一种电路实现方式如图2所示，所述控制模块包括：低增益放大电路131、模拟开关器132、高增益放大电路133、电压比较器134和单片机135。

其中，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自分别与所述低增益放大电路的输入端和高增益放大电路的输入端相连接。

所述低增益放大电路131用于低增益放大所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号，所述低增益放大电路131通过所述模拟开关器132连接到所述单片机135；

所述高增益放大电路133用于高增益放大所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号，所述高增益放大电路133通过所述电压比较器134连接到所述单片机135；

所述电压比较器134用于当比较出经过所述高增益放大电路133放大后发送出来的电信号中有一个电信号超过预设参考电平时，向所述单片机135发送中断信号；

所述单片机135用于根据接收到的电压比较器134发送的中断信号，控制所述模拟开关器132依次选通每一个薄膜传感器发送的并经过所述低增益放大电路131进行低增益放大后的电信号，同时对该电信号进行数据采集和数据处理，计算出所述触点的坐标。

为了更好的理解采用上述图2所示的控制模块时，本发明实施例提供的坐标输入装置的工作流程，下面以一个具体的应用场景为例进行介绍。假设坐标输入装置安装在一个信息设备上，当该信息设备开机后，坐标输入装置进行初始化，初始化完成后进入空闲等待状态，等待点击是否发生。如果没有触点在显示屏上进行点击，则回到空闲等待状态继续等待。

如图3所示，假设用户通过手、笔等触点点击显示屏上的A点时，设在显示屏下方的各个薄膜传感器由于距离触点点击位置的远近不同会感应到不同的压力，并各自产生与所述感应到的压力相对应的电信号。有的薄膜传感器可能感应出大幅度的电信号，有的薄膜传感器可能感应出小的电信号，有的薄膜传感器还可能感应不出电信号。此时，薄膜传感器会将感应到的电信号发送到低增益放大电路和高增益放大电路进行信号放大。由于高增益放大电路可以迅速放大接收到的电信号，当其输出的电信号超过电压比较器的设定的参考电平时，所述电压比较器将输出中断信号给单片机，所述单片机接收到中断信号后，控制模拟开关器逐步分时送入各行的薄膜传感器和各列的薄膜传感器产生电信号，同时进行信号采集。

不同的薄膜传感器由于其距离触点点击位置远近的不同，采集到的波形也不同。如图4所示，从X3表示的薄膜传感器采集到的波形为A-a；从X4表示的薄膜传感器采集到的波形为A-b；从Y1表示的薄膜传感器采集到的波形为A-c；从Y2表示的薄膜传感器采集到的波形为A-d......以此类推。又如，如图5所示，当触点点击显示屏的B点时，从X3表示的薄膜传感器采集到的波形可能为B-a；从X4表示的薄膜传感器采集到的波形为B-b；从Y4表示的薄膜传感器采集到的波形为B-c；从Y5表示的薄膜传感器采集到的波形为B-d......以此类推。

当单片机采集到每一个薄膜传感器感应到的波形后，通过波形特征方程，计算出B点的坐标。例如，可以先进行特征量提取，将特征量代入多项式方程中进行求解，得到行、列数据，数据处理完成后计算坐标，得到触点点击在显示屏上的坐标，该坐标可以包括行和列的位置。

得到触点点击在显示屏上的坐标后，可以根据实际需要发送给相关的外部接口，之后所述坐标输入装置再回到空闲等待中。

进一步地，所述控制模块还可以采用的另一种电路实现方式，如图6所示，所述控制模块包括：放大电路141，模拟开关器142，模数转换ADC电路143和单片机144；

其中，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述放大电路的输入端相连接；

所述放大电路141用于放大所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感发送的电信号，所述放大电路141通过所述模拟开关器142与所述ADC电路143相连接；

所述模拟开关器142用于依次选通所述每一个薄膜传感器发送的并经过所述放大电路141进行放大后的电信号；

所述ADC电路143用于采集通过所述模拟开关器142发送的电信号，并将采集到的电信号转换为数字信号后发送给所述单片机144；

所述单片机144用于接收所述ADC电路143发送的数字信号，并对所述数字信号进行数据处理和计算出所述触点的坐标。

具体应用时，所述单片机可以不包含ADC电路。

另外，也可以将放大电路，模拟开关器，ADC电路，单片机集成为一片SOC(System on Chip，片上系统)芯片，也可以实现对触点坐标的检测。

从上述实施例实现对触点坐标的检测的过程中可以看出，由于所述至少四个薄膜传感器位于与所述显示屏的接触面相反的一面上，因而不会对所述显示屏的透光率产生影响，与现有技术通过在显示屏的接触面上设置电阻传感器或者电容传感器从而导致显示屏的透光率降低相比，本发明的实施例在实现对手、笔等触点在显示屏上点击坐标检测的同时，可以不影响显示屏的透光率，从而克服了采用现有技术导致显示屏的透光率降低的问题。

本发明实施例主要应用于当触点在显示屏上进行点击时，对所述触点的坐标进行检测过程中。克服了采用现有技术导致显示屏的透光率降低的问题，在实现对手、笔等触点在显示屏上点击时的坐标进行检测的同时，可以不影响显示屏的透光率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种坐标输入装置，其特征在于，包括：显示屏、薄膜传感器和控制模块；

在与所述显示屏的接触面相反的一面上设有至少四个薄膜传感器，所述至少四个薄膜传感器中至少两个薄膜传感器成行排列，至少两个薄膜传感器成列排列，所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述控制模块的输入端相连接；

所述至少四个薄膜传感器，用于各自感应触点在所述显示屏的接触面点击时产生的压力，并将各自所产生的与所述压力对应的电信号发送给控制模块；

所述控制模块，用于根据接收到的所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号确定所述触点的坐标；

所述薄膜传感器为条形薄膜传感器。

2.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其特征在于，还包括：壳体；

所述控制模块固定于所述壳体的内部；所述壳体位于与显示屏的接触面相反的一面上，并封装所述至少四个薄膜传感器。

3.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述至少四个薄膜传感器粘合在与所述显示屏的接触面相反的一面上。

4.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述显示屏为矩形显示屏，所述至少四个薄膜传感器中至少有两个薄膜传感器成行均匀排列，并各自与所述矩形显示屏的长边平行，并且至少有两个薄膜传感器成列均匀排列，并各自与所述矩形显示屏的宽边平行。

5.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述控制模块包括：低增益放大电路、模拟开关器、高增益放大电路、电压比较器和单片机；

所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述控制模块的输入端相连接为：所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自分别与所述低增益放大电路的输入端和高增益放大电路的输入端相连接；

所述低增益放大电路用于低增益放大所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号，所述低增益放大电路通过所述模拟开关器连接到所述单片机；

所述高增益放大电路用于高增益放大所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号，所述高增益放大电路通过所述电压比较器连接到所述单片机；

所述电压比较器用于当比较出经过所述高增益放大电路放大后发送出来的电信号中有一个电信号超过预设参考电平时，向所述单片机发送中断信号；

所述单片机用于根据接收到的电压比较器发送的中断信号，控制所述模拟开关器依次选通每一个薄膜传感器发送的并经过所述低增益放大电路进行低增益放大后的电信号，同时对该电信号进行数据采集和数据处理，计算出所述触点的坐标。

6.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述控制模块包括：放大电路、模拟开关器、模数转换ADC电路和单片机；

所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述控制模块的输入端相连接为：所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器各自与所述放大电路的输入端相连接；

所述放大电路用于放大所述至少四个薄膜传感器中每一个薄膜传感器发送的电信号，所述放大电路通过所述模拟开关器与所述ADC电路相连接；

所述模拟开关器用于依次选通所述每一个薄膜传感器发送的并经过所述放大电路进行放大后的电信号；

所述ADC电路用于采集通过所述模拟开关器发送的电信号，并将采集到的电信号转换为数字信号后发送给所述单片机；

所述单片机用于接收所述ADC电路发送的数字信号，并对所述数字信号进行数据处理和计算出所述触点的坐标。

7.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述显示屏接触面的上方设有保护介质，所述保护介质包括：玻璃或者亚克力板。

8.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述薄膜传感器为矩形薄膜传感器。

9.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述薄膜传感器为具有倒角的矩形薄膜传感器。

10.根据权利要求1或2所述的坐标输入装置，其特征在于，所述薄膜传感器为压电薄膜传感器或者振动薄膜传感器。

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