CN102594363A - 电容式触控按键的扫描方法及判断按压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容式触控按键的扫描方法，所述触控按键 包括 扫描端以及参考端，所述扫描端与参考端分别连接到充电端上，所述触控按键扫描时，若以一个按键作为扫描端，则其它按键及所有按键的外围均作为充电端，且其它按键及所有按键的外围电路的内部均连接。本发明所述方法不但简单，而且扫描速度加快，在按键有水膜的情况下，通过对按键上电容的调整使其整个电路处于平衡状态，在最理性状态下获取最高的检测精度。

Description

电容式触控按键的扫描方法及判断按压方法

技术领域

本发明涉及一种触控按键的扫描方法及判断按压方法，尤其是指一种电容式触控按键的扫描方法及判断按压的方法。

背景技术

由于传统的按键一般都是机械式的，用户需要按压才能启动相应功能，所以使用寿命有限，再者若按键使用时间过长，机械设备难免也会老化。而若能结合触控技术将触控式按键代替传统机械式按键的话，不但可克服上述缺点、节省成本，而且能够更快、更便捷的实现人机的互动。

传统的电容式触摸按键一般采用单独扫描的方法来确定按键是否被按压，虽然涉及到的按键结构会比较简单，但是这种方法扫描时速度上比较慢，而且容易受外界环境的干扰，如一旦若有水滴不慎落入按键上，就可以能影响触摸按键的功能，严重时不能准确的判断是否按键已经被按压；再者，采用逐一单独扫描按键的方法中，其驱动能力也非常有限，若不能以满信号的方式扫描，其驱动能力也就受到一定限制。

因此需要为广大用户提供一种更加简便的触控按键的扫描方法及判断按压的方法来解决以上问题。

发明内容

本发明实际所要解决的技术问题是如何提供一种扫描速度更快又能防水的电容式触控按键的扫描方法和判断按压的方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种电容式触控按键的扫描方法，所述触控按键包括扫描端以及参考端，所述扫描端与参考端分别连接到充电端上，所述触控按键扫描时，若以一个按键作为扫描端，则其它按键及所有按键的外围均作为充电端，且其它按键及所有按键的外围电路的内部均连接。

本发明所述的电容式触控按键的扫描方法及判断按压的方法，不但简单，而且扫描速度加快，在按键有水膜的情况下，通过对按键上电容的调整使其整个电路处于平衡状态，在最理性状态下获取最高的检测精度；且本发明所述方法即使在按键被溅入水膜的情况下，也能检测出按键是否被按压。

附图说明

图1是根据本发明所述电容式触控按键的电路结构图；

图2是根据本发明所述电容式触控按键的一个布图实施例。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

请参考图1所示，本发明所述的电容式触控按键的电路结构中包括扫描端S以及参考端R，所述扫描端S与参考端R分别连接到充电端L上，所述扫描端S与充电端L之间有电容C1，所述扫描端S与大地之间有电容C2，其中电容C2代表寄生电容，其包括电级的电容、感应传感器与地层之间的电容以及印制电路板上的邻近铜箔线之间的电容，所述扫描端S引出一个输出端O1；所述参考端R与充电端L之间有电容C3，所述参考端R与大地之间有电容C4，且所述电容C3与C4串联，所述参考端引出一个输出端O2。其中，所述参考端R中，电容C3是可调电容，电容C4是寄生电容。

请参考图2所示，本发明所述的电容式触控按键中，以四个按键为例分布在面板10上，第一次扫描时，按键B1作为扫描端S，此时其它按键B2、B3、B4及所有按键的外围均作为充电端L，且所述按键B2、B3、B4及所有按键的外围电路的内部均连接；完成第一次扫描后，开始第二次扫描，此时按键B2作为扫描端S，其它按键B1、B3、B4以及所有按键的外围电路均作为充电端L，且其内部均连接；依次顺序扫描直至结束。采用上述扫描方式，很大程度上增强了其驱动能力。

对于上述四个电容式触控按键，若没有任何触碰物体如手指按压时，上述按键的电路结构将处于平衡状态，即扫描端的输出值O1与参考端的输出值O2相等，此时各个按键B1、B2、B3以及B4对应输出的电压数值均为零；若有手指按压某个按键时，会产生手指电容，并且和所述扫描端S的寄生电容C2在电路中形成串联，由于手指电容（大约为5pF左右）远小于扫描端的寄生电容C2（一般在20pF以上），所以导致扫描端S的总电容下降（略小于5pF），因此扫描端输出端O1电压下降，而输出端O2的电压没有发生变化，所以当手指在正常状态下按压时，对应的按键输出电压为VO1与VO2的差值，且该差值为负值；在没有手指按压的情况下，若按键上有水膜覆盖，此时会在扫描端S与充电端L之间形成一个水膜电容，并与电容C1形成串联，由于水膜电容的值远大于电容C1，所以导致扫描端S与充电端L端之间的总电容下降（略小于C1的值），因此扫描端输出值O1电压变大，由于对应的按键输出电压为仍旧未VO1与VO2的差值，而输出端O2的电压没有发生变化，进而使电路输出电压变大，即当有水膜覆盖按键时，此时按键的输出值为正值。

当按键上有水膜覆盖，并且手指按下情况下，会在扫描端S与大地之间形成水膜电容，并且与寄生电容C2以及手指电容形成串联，由于水膜电容的值远大于寄生电容C2，并且手指电容的值小于寄生电容C2，所以导致扫描端S与大地之间的总电容下降（比无水时的电容值更小），因而扫描端S的输出端O1电压下降，而参考端S的输出端O2的电压没有发生变化，所以当手指在正常状态下按压时，由于对应的按键输出电压仍旧为VO1与VO2的差值，因此该差值为负值。

若在有水膜覆盖状态下按键被按压，由于水具有良好的导电性，会导致所有按键都有输出且都为负值，所以需要进一步判断哪些按键被按压。由于手指挤压的按键和其它各个按键之间有相应的距离，通过水作为导体的手指信号在传递过程中信号有细微的损失，而手指挤压的按键相对没有信号损失，所以此时通过比较上述四个按键的输出电压值，找出上述各个按键中信号变化最大的值（如果挤压时按键输出为负值，则取对应输出的最小值），然后判断该输出电压值是否满足预设的按键触发阀值，若满足触摸阈值，则认为该按键被按压；若所述电压值不满足所预设的触发阀值，则认为按键没有被按压。

当水膜覆盖电路且输出正值时，我们可以调整可调电容C3以使整个电路重新处于平衡状态，以在理性状态下获取最精确的检测结果。

因此，本发明所述的判断触控按键是否被按压的方法中，需要首先判断所述触控按键输出电路的电压数值的正负，然后根据其不同的结果来判断所述按键是否被按压。本发明所述的方法，在有水膜的情况下也能够快速的判断出哪些按键被按压，而且可以通过调整其参考端与充电端之间的电容来达到整个电路平衡的目的，以使获取最高的检测精度。

Claims (10)

1.一种电容式触控按键的扫描方法，所述触控按键包括扫描端以及参考端，所述扫描端与参考端分别连接到充电端上，其特征在于：所述触控按键扫描时，若以一个按键作为扫描端，则其它按键及所有按键的外围均作为充电端，且其它按键及所有按键的外围电路的内部均连接。

2.如权利要求1所述的扫描方法，其特征在于：所述扫描端与充电端之间以及所述扫描端与大地之间均各设有一电容。

3.如权利要求2所述的扫描方法，其特征在于：所述扫描端与充电端之间的电容以及扫描端与大地之间的电容相互串联。

4.如权利要求1所述的扫描方法，其特征在于：所述参考端与充电端之间以及所述参考端与大地之间也均各设有一电容。

5.如权利要求4所述的扫描方法，其特征在于：所述参考端与充电端之间的电容以及所述参考端与大地之间的电容相互串联。

6.如权利要求4所述的扫描方法，其特征在于：所述参考端中，所述参考端与充电端之间的电容是可调电容，所述参考端与大地之间的电容是寄生电容。

7.一种判断电容式触控按键是否被按压的方法，其步骤如下：

    首先，判断所述触控按键输出电路的电压数值的正负；

若所述触控按键的输出电路的电压为负值，则找出上述各个按键中信号变化最大的值；

然后判断该输出电压值是否满足预设的按键触发阀值，若满足触摸阈值，则认为该按键被按压；若所述电压值不满足所预设的触发阀值，则认为按键没有被按压。

8.如权利要求7所述的判断电容式触控按键是否被按压的方法，其特征在于：若所述触控按键输出电路的电压数值为正值，则表明所述触控按键上有水膜。

9.如权利要求8所述的判断电容式触控按键是否被按压的方法，其特征在于：若所述触控按键上有水膜且输出电路为正值时，则可以调整参考端与充电端之间的电容。

10.如权利要求7所述的判断电容式触控按键是否被按压的方法，其特征在于：若所述触控按键输出电路的电压数值为零，则表明所述触控按键的电路结构处于平衡状态。

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