CN102722297B - 一种触摸屏设备及其实现接近感应的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸屏设备及其实现接近感应的方法，方法包括：在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描；将对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。通过本发明，能够实现触摸屏对大面积物体的接近感应，并能有效区别用户操作中的大面积接近事件与正常的单点或多点触摸事件，从而避免不必要的误触发；另外，本发明将接近感应功能融入触摸屏之中，代替终端设备中独立的接近感应器，能够节省终端设备的结构空间，降低终端设备的整机成本。

Description

一种触摸屏设备及其实现接近感应的方法
技术领域
本发明涉及数字终端的触摸屏技术领域，尤其涉及一种触摸屏设备及其实现接近感应的方法。
背景技术
在当今的数字电子行业中，人机交互终端越来越普遍地使用触摸屏做为用户输入设备。触摸屏输入直观便捷、可以做到所见即所得、不占用显示空间，这些优点是传统输入设备(如键盘等)所望尘莫及的。近些年，随着电容式触摸屏的逐渐应用，人机交互进入手指触控时代。应用电容式触摸屏，用户无需担心携带触摸笔的丢失，利用手指即可完成操作。
电容式触摸屏是依靠电容耦合原理来实现触摸识别的，凡是可以积聚电荷的物体都能够和触摸屏形成电容器，从而触发触摸屏。据此，用户在使用含有电容式触摸屏的设备时，可能会经常碰到不遂人意的误触发。例如：一个应用电容式触摸屏的移动终端，当接听电话时，如果不关闭触摸屏设备，脸部的肌肤很可能触发触摸屏上的挂机键、或产生其他误操作。为了解决这一问题，应用电容式触摸屏的移动终端通常会在听音孔附近设置一个接近感应器，当耳朵靠近听音孔并触发感应器时，移动终端将关闭触摸屏的检测状态。这一设计解决了接听电话的误触发问题，但也带来了一些弊端：独立的接近感应器占用了宝贵的结构空间，也增加了整机成本。
进一步的，由于独立的接近感应器存在上述弊端，业界开始考虑将接近感应功能融入触摸屏之中。这一设计的基础是：诸如脸部肌肤等大面积物体接近触摸屏时，触摸屏要能够识别这一大面积接近事件，才能通过终端关闭触摸屏的检测状态。然而，这种大面积接近事件很容易与仅有一个(单点触摸)或几个小面积(多点触摸)的触摸事件混淆，例如：当用户的耳朵和脸部接近触摸屏时，很可能仅有一个或几个小面积触碰触摸屏，这种情况下触摸屏将识别为单点或多点操作。另外，即使有大面积物体触碰触摸屏，终端也需要复杂的算法将其区别于正常的大面积操作触摸屏事件，例如：区别于正常使用中大拇指按压触摸屏；而该算法并不可靠，容易引起误触发。
综上所述，现有技术还无法提供将接近感应功能融入触摸屏之中，并能有效避免大面积接近事件与正常单点或多点触摸事件相混淆的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种触摸屏设备及其实现接近感应的方法，以实现触摸屏对大面积物体的接近感应，并有效区别用户操作中的大面积接近事件与正常的单点或多点触摸事件。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种触摸屏设备实现接近感应的方法，该方法包括：
在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描；
将对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在所述整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
所述对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果为：整层感应通道的电压变化值或电容变化值；
相应的，当所述整层感应通道的电压变化值大于预设的电压阈值时，或者当所述整层感应通道的电容变化值大于预设的电容阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
所述预设的电压阈值，大于触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电压变化的最大值；或者，
所述预设的电容阈值，大于触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电容变化的最大值。
所述电容式触摸屏包括两层相互垂直的感应通道，分别为发射极感应通道和接收极感应通道；
相应的，该方法进一步包括：
在对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描。
所述对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描，具体为：
对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行整层扫描。
本发明还提供了一种触摸屏设备，包括：
感应通道扫描模块，用于在在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描；
比较模块，用于将所述感应通道扫描模块对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在所述整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
所述对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果为：整层感应通道的电压变化值或电容变化值；
相应的，所述比较模块进一步用于，在所述整层感应通道的电压变化值大于预设的电压阈值时，或者在所述整层感应通道的电容变化值大于预设的电容阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
所述预设的电压阈值，大于触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电压变化的最大值；或者，
所述预设的电容阈值，大于触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电容变化的最大值。
所述电容式触摸屏包括两层相互垂直的感应通道，分别为发射极感应通道和接收极感应通道；
相应的，所述感应通道扫描模块进一步用于，在对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描。
所述感应通道扫描模块进一步用于，对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行整层扫描。
本发明所提供的一种触摸屏设备及其实现接近感应的方法，在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描；将对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。通过本发明，能够实现触摸屏对大面积物体的接近感应，并能有效区别用户操作中的大面积接近事件与正常的单点或多点触摸事件，从而避免不必要的误触发；另外，本发明将接近感应功能融入触摸屏之中，代替终端设备中独立的接近感应器，能够节省终端设备的结构空间，降低终端设备的整机成本。
附图说明
图1为本发明实施例的一种触摸屏设备实现接近感应的方法流程图；
图2为本发明实施例的一种触摸屏设备的结构示意图；
图3为本发明实施例中电容式触摸屏的原理示意图一；
图4为本发明实施例中电容式触摸屏的原理示意图二；
图5为本发明实施例中电容式触摸屏的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
为实现触摸屏对大面积物体的接近感应，并有效区别用户操作中的大面积接近事件与正常的单点或多点触摸事件，本发明实施例所提供的一种触摸屏设备实现接近感应的方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
步骤101，在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描。
电容式触摸屏通常由两层相互垂直的感应通道组成，每层感应通道又由若干条平行的单通道组成。电容式触摸屏的正常操作扫描通常是采用逐条扫描的方式，在各条单通道的任意扫描时间间隔，都可以加入对整层感应通道的扫描操作；该整层扫描既可以对其中一层感应通道进行扫描，也可以对两层感应通道都进行扫描。
步骤102，将对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果可以是：整层感应通道的电压变化值或电容变化值；
如果预设的阈值为电压阈值，那么需要将对整层感应通道扫描所得的电压变化值作为扫描结果，相应的，当整层感应通道的电压变化值大于预设的电压阈值时，可以判定为大面积接触事件，进而触发大面积接触事件的相应处理；
如果预设的阈值为电容阈值，那么需要将对整层感应通道扫描所得的电容变化值作为扫描结果；相应的，当整层感应通道的电容变化值大于预设的电容阈值时，可以判定为大面积接触事件，进而触发大面积接触事件的相应处理。
需要说明的是，预设的电压阈值，需要大于触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电压变化的最大值；预设的电容阈值，需要大于触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电容变化的最大值。如此一来，可以过滤掉正常的触摸操作，有效区别用户操作中的大面积接近事件与正常的单点或多点触摸事件，从而避免触摸屏设备将大面积触摸事件与正常的单点和多点触摸事件混淆。
另外，如果是对两层感应通道都进行扫描，那么可以取这两层感应通道扫描的结果的平均值或方差，与预设的阈值进行比较。
由此可以看出，采用本发明实施例的上述方法，包含两种信号扫描方式：一种是电容式触摸屏的正常操作扫描，即保持了正常的单点和多点操作识别功能；另一种是增加的独立的整层感应通道扫描操作，用于识别大面积触摸事件，同时通过预定的阈值在此扫描中过滤掉正常的触摸操作。
可以执行上述方法的设备至少需要具备：电容式触摸屏，带有图形用户界面的显示器，一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个保存在存储器中以执行这些方法的模块、程序或指令集。在某些实施例中，所述设备还可以提供包括无线通信在内的多种功能。
此外，该设备还需要包括：感应通道扫描模块和比较模块。其中，感应通道扫描模块，用于在在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描。比较模块，用于将感应通道扫描模块对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
上述感应通道扫描模块和比较模块，既可以作为独立的实体存在于触摸屏设备中，也可以将其功能融入触摸屏设备的处理器中。
下面结合图2所示电子设备的具体实施例，对本发明的触摸屏设备和实现接近感应的方法进一步阐述。
图2所示的电子设备包括：存储器、存储器控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、射频(RF)电路、音频电路、外部端口、输入/输出(I/O)子系统、触摸屏、显示器、其他I/O设备。这些组件通过一条或多条通信总线或信号线进行通信。图2所示的电子设备可以是任何电子设备，包括但不限于手持电脑、移动电话、媒体播放器、个人数字助理(PDA)等等，还可以包括其中两项或多项的组合。应当理解，图2所示的电子设备只是便携式电子设备的一个实例，其中的组件可以比图示具有更多或更少的组件，或具有不同的组件配置。图2所示的各种组件可以用硬件、软件或软硬件的组合来实现，包括一个或多个信号处理和专用集成电路。
其中，存储器可以包括随机存取存储器，并且还可以包括一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性存储器。存储器控制器可控制电子设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。
外设接口将设备的输入和输出外设耦接到CPU和存储器。所述一个或多个处理器运行各种存储在存储器中的软件程序，以便执行电子设备的各种功能，并对数据进行处理。
RF电路接收并发送电磁波，该RF电路将电信号变换成电磁波，或是将电磁波变换成电信号，并且经由电磁波来与通信网络以及其他通信设备进行通信。
音频电路提供了用户与电子设备之间的音频接口。音频电路接收来自外设接口的音频数据，将音频数据变换成电信号，并且将电信号传送到扬声器，扬声器将电信号变换成人可听见的声波。音频电路还接收由麦克风从声波变换的电信号。该音频电路将电信号变换成音频数据，并且将音频数据传送到外设接口，以便进行处理。
I/O子系统提供电子设备的输入/输出外设和外设接口之间的接口，输入/输出外设如触摸屏、显示器和其他I/O设备。该I/O子系统包括触摸屏控制器、显示器控制器以及用于其他I/O设备的一个或多个I/O控制器。
触摸屏和显示器在设备与用户之间分别提供输入接口和输出接口。显示器向用户显示可视输出，这个输出可以包括文本、图形、视频及其任意组合。触摸屏是一个接受用户输入的触摸敏感表面，其与触摸屏控制器一起检测触摸屏上的接触，并且将检验到的接触变换成与显示器上的用户界面对象的交互。本发明实施例中的触摸屏和触摸屏控制器特指电容式触摸屏技术。本发明实施例中的触摸屏控制器可以集成前述感应通道扫描模块和比较模块的功能，用以识别大面积触摸事件，实现本发明实施例的接近感应的方法。
图2所示的电子设备还包括用于为各种组件供电的电源系统。该电源系统可以包括电源管理系统、一个或多个电源(例如电池、交流电)、充电系统、电源故障检测电路、电源转换器，以及与便携式设备中的电能生成、管理和分布相关联的其他任何组件。
下面以互感电容技术为例，详细阐述本发明实施例的电容式触摸屏的接近感应方法。
电容是指容纳电场的能力，常见的平行板电容器的电容为C＝εS/d，其中，ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离。可见，当极板之间距离减小时，电容值会增大。图3所示为触摸屏的基本单元，包含非接触的发射级(Ty)和接收极(Rx)。工作状态时，控制器先给发射级和接收极组成的电容器充电，箭头代表两级间的电场。当有手指接近时，如图4所示，手指与发射级和接收极间分别组成电容器而产生电场(因为板极面积较大，故手指与发射级间电场大)，手指接近削弱了两级间的电场(电压)，此时控制器通过放电操作可以探测到电压值减小，故而判断出手指有无触摸。常见的电容式触摸屏是由相互垂直的两层感应通道组成，如图5所示。上层是由若干(不限于图示中的数量)接收极感应通道Rx组成，下层由若干发射极感应通道Ty组成。当触摸屏工作时，控制器按预定顺序扫描感应通道，例如：固定一条Ty，依次扫描所有Rx；接下来固定Ty+1，依次扫描所有的Rx；依次类推，直到扫描完所有上下两层通道间的电压变化。这一电压变化代表的是分属上下两层中某两条感应通道交点处的电容变化，通过探测有电容值变化的交点，控制器便能判断出手指触摸的位置。
触摸屏控制器在对感应通道的正常操作扫描的时间间隔，增加对一整层感应通道的扫描，可以是对Rx层和/或Ty层。这时，这一整层感应通道相当于一个电容板。控制器通过充放电检测电容板上的电压值变化。
当一个可以积聚电荷的物体接近触摸屏时，将与Rx(或Ty)电容板形成电场。根据电容器计算公式，距离越近、物体接近面积越大，物体和电容板两级间的电场越显著，触摸屏控制器读取的电容板上的电压变化值越大。故设定一个触发“大面积接触事件”指令对应的电压变化阈值，当触摸屏控控制器判断电容板上电压变化达到此阈值时，会将“大面积接触事件”指令上报CPU。预定阈值的设定条件是：同时对接近距离和较大的接近面积进行要求，使大部分达到接近距离的单指或多指操作不能满足预定阈值要求的接近面积。这样，触摸屏控制器对电容板的检测就区分了较大面积接触事件和多指触摸(或单指触摸)事件。
如果CPU接到触摸屏控制器上报的“大面积接触事件”指令，将触发相应设备动作，例如：关闭触摸屏的工作状态，从而避免较大面积接近对设备造成的误触发。
综上所述，通过本发明，能够实现触摸屏对大面积物体的接近感应，并能有效区别用户操作中的大面积接近事件与正常的单点或多点触摸事件，从而避免不必要的误触发；另外，本发明将接近感应功能融入触摸屏之中，代替终端设备中独立的接近感应器，能够节省终端设备的结构空间，降低终端设备的整机成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种触摸屏设备实现接近感应的方法，其特征在于，该方法包括：
在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描；
将对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在所述整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理；所述预设的阈值为电压阈值或电容阈值，其中，
所述预设的阈值为电压阈值时，所述预设的电压阈值大于所述触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电压变化的最大值；
所述预设的阈值为电容阈值时，所述预设的电容阈值大于所述触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸时间所引起的感应通道上电容变化的最大值；
所述电容式触摸屏包括两层相互垂直的感应通道，分别为发射极感应通道和接收极感应通道。
2.根据权利要求1所述触摸屏设备实现接近感应的方法，其特征在于，所述对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果为：整层感应通道的电压变化值或电容变化值；
相应的，当所述整层感应通道的电压变化值大于预设的电压阈值时，或者当所述整层感应通道的电容变化值大于预设的电容阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
3.根据权利要求1或2所述触摸屏设备实现接近感应的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描。
4.根据权利要求3所述触摸屏设备实现接近感应的方法，其特征在于，所述对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描，具体为：
对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行整层扫描。
5.一种触摸屏设备，其特征在于，包括：
感应通道扫描模块，用于在在对电容式触摸屏的感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描；
比较模块，用于将所述感应通道扫描模块对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果，与预设的阈值进行比较，并在所述整层扫描的结果大于预设的阈值时，触发大面积接触事件的相应处理；所述预设的阈值为电压阈值或电容阈值，其中，
所述预设的阈值为电压阈值时，所述预设的电压阈值大于所述触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸事件所引起的感应通道上电压变化的最大值；
所述预设的阈值为电容阈值时，所述预设的电容阈值大于所述触摸屏设备上所有正常的单点和多点触摸时间所引起的感应通道上电容变化的最大值；其中，
所述电容式触摸屏包括两层相互垂直的感应通道，分别为发射极感应通道和接收极感应通道。
6.根据权利要求5所述触摸屏设备，其特征在于，所述对电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描的结果为：整层感应通道的电压变化值或电容变化值；
相应的，所述比较模块进一步用于，在所述整层感应通道的电压变化值大于预设的电压阈值时，或者在所述整层感应通道的电容变化值大于预设的电容阈值时，触发大面积接触事件的相应处理。
7.根据权利要求5或6所述触摸屏设备，其特征在于，所述感应通道扫描模块进一步用于，在对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行逐条扫描的时间间隔，对所述电容式触摸屏的感应通道进行整层扫描。
8.根据权利要求7所述触摸屏设备，其特征在于，所述感应通道扫描模块进一步用于，对所述发射极感应通道和/或接收极感应通道进行整层扫描。
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