CN102750063B - 四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电阻式触摸技术领域，公开了一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法及装置。本发明中，通过获取两个触摸点的中点的坐标和在水平与竖直方向上的距离，来确定两个触摸点的待定坐标，并在两个方向上的距离值均不为零时，比较两个触摸点的电势，根据电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值，实现了两个触摸点的检测，在普通四线电阻触摸屏上能检测出两个触摸点的位置坐标，将普通电阻屏扩展成具有双点触摸的输入设备，通过很低的硬件成本部分实现了电容屏才具有的功能。进一步对两个触摸点在两个方向上的距离值进行压力补偿和/或距离补偿，可使检测出两个触摸点的位置坐标更准确。

Description

四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电阻式触摸技术领域，特别涉及四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法及装置。

背景技术

触摸技术的兴起，给人们的工作和生活带来了巨大的便利。目前在工业生产和日常生活中广泛采用触摸屏作为人机交互设备的信息输入载体，其中常见和广泛使用的触摸屏从基本技术原理上主要分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏。电容式触摸屏是将触控检测区域划分为若干横竖相交的格点，通过检测格点电容值的变化规律，得出的触摸点的位置信息。电阻式触摸屏则通过两层均匀的氧化铟（ITO）涂层101、102加上中间透明绝缘层103（一般为透明隔离颗粒）的方式，理论上将待检测区域划分为无穷多的探测点，在一层ITO上面建立均匀静态电流场的同时（以下称此功能的ITO为驱动ITO），通过另外一层ITO取样被触摸的探测点位置的电势来获取触摸点在该静态电流场的位置信息（以下称此功能的ITO为检测ITO）；当交换ITO涂层的功能而改变所建立的静态电流场方向时，就能测量触摸点在另外一个坐标方向上的位置信息。

通用的四线电阻屏结构示意图1如下所示。在测量水平X和竖直Y方向位置时各ITO涂层的驱动和检测信息均在图2，图3中分别有标示，根据电阻网络的分压原理，得出X和Y方向的触摸位置解析公式分别为：

X方向测量：

x=(ResX/Vcc)*(Yp+Yn)/2            （1）

其中，ResX为触摸区域x方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换（ADC）的量化值，譬如采用12位ADC时，Vcc取4096，Yp为ADC测量Y+的量化值，Yn为ADC测量Y-的量化值。理论上，单点触摸时，Y+Y-对应的平面没有电流回路，Yp恒等于Yn；工程实际中，单点触摸时，Yp和Yn相差非常小，取二者的平均值可以降低系统的测量误差。

Y方向测量：

y＝(ResY/Vcc)*(Xp+Xn)/2      （2）

其中，ResY为触摸区域y方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应ADC的量化值，譬如采用12位ADC时，Vcc取4096，Xp为ADC测量X+的量化值，Xn为ADC测量X-的量化值。理论上，单点触摸时，X+X-对应的平面没有电流回路，Xp恒等于Xn，工程实际中，单点触摸时，Xp和Xn相差非常小，取二者的平均值可以降低系统的测量误差。

传统方法的不足：根据电阻屏所依赖的原理可以看到，通用的技术方法只能准确得到单点触摸的位置坐标。当两点触摸时，由于检测ITO涂层中存在了电势差而形成电流通路，对驱动ITO涂层的静态电流场产生影响，也就是使驱动ITO涂层的电力线发生畸变从而不再均匀。采用公式1和2无法计算得到每一个点的坐标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法及装置，使得在普通四线电阻触摸屏上能检测出两个触摸点的位置坐标。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，包含以下步骤：

获得两个触摸点的中点的坐标；

获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值；其中，两个被测方向为水平方向和竖直方向；

根据所述中点的坐标和所述在两个被测方向上的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值；

若所述在两个被测方向上的距离值均不为零，则比较所述两个触摸点的电势，根据所述电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值；

若至少有一个被测方向上的距离值为零，则直接将得到的一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。

本发明的实施方式还提供了一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，包含：

中点坐标获取模块，用于获得两个触摸点的中点的坐标；

距离获取模块，用于获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值；其中，两个被测方向为水平方向和竖直方向；

待定坐标确定模块，用于根据所述中点的坐标和所述在两个被测方向的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值；

实际坐标确定模块，用于在所述在两个被测方向的距离值均不为零时，比较所述两个触摸点的电势，根据所述电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值；在至少有一个被测方向上的距离值为零时，直接将得到的一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过获取两个触摸点的中点的坐标和两个触摸点在水平方向和竖直方向上的距离值，来确定两个触摸点的待定坐标值，并在两个方向上的距离值均不为零时，比较两个触摸点的电势，根据电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值，实现了两个触摸点的检测，在普通四线电阻触摸屏上能检测出两个触摸点的位置坐标，将普通电阻屏扩展成具有双点触摸的输入设备，通过很低的硬件成本部分实现了电容屏才具有的功能。

另外，在所述获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值的步骤中，每个被测方向上的距离值通过以下子步骤获得：

将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时所述被测方向上正电极的电压，得到两点触摸时正电极的电压值；

将所述测量得到的两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到所述被测方向上正电极的电压变化值；

根据如下公式计算得到所述两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-d)}{\sqrt{2}(1-d)+1})$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G（d）是所述被测方向上正电极的电压变化值。

根据将被测方向上正电极的电压变化值与两个触摸点在被测方向上的距离值之间的关系，通过测量被测方向上正电极的电压变化值，可反函数计算得到被测方向上的距离值，使本发明通过简单测量即可计算得到距离值。

另外，在所述获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值的步骤中，每个被测方向上的距离值通过以下子步骤获得：

将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时所述被测方向上正电极的电压，得到两点触摸时正电极的电压值；

将所述测量得到的两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到所述被测方向上正电极的电压变化值；

根据如下公式计算得到所述两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*K_x*d$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G（d）是所述被测方向上正电极的电压变化值，K_x是通过校准方式得到的关于G（d）与d之间变化关系的系数。

通过将被测方向上正电极的电压变化值与两个触摸点在被测方向上的距离值之间的关系简化为线性关系，可简化计算。

另外，所述参考电阻的电阻值为

$R_r{|}_{\mathrm{best}}=\sqrt{R\_m*R\_M}$

其中，R_m是当两个触摸点在被测方向上距离最大时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值；R_M是当没有触摸或者单点触摸时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值。

通过参考电阻的电阻值的合理选择，可简化被测方向上正电极的电压变化值与两个触摸点在被测方向上的距离值之间的关系，使距离值的计算更简单易行。

另外，如果所述在两个被测方向上的距离值均不为零，则所述两个触摸点的待定坐标有两组，第一组的坐标为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，其中x₁<x₂，y₁>y₂，第二组的坐标为(x₃,y₃)和(x₄,y₄)，其中x₃<x₄，y₃<y₄；

在所述比较所述两个触摸点的电势，判定所述待定坐标值中的一组为两个触摸点的实际坐标值的步骤中，

将一个被测方向上的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量另一个被测方向上ITO涂层的正电极和负电极上的电势；

如果正电极上的电势大于负电极上的电势，则判定所述待定坐标值中的第二组为两个触摸点的实际坐标值；如果正电极上的电势小于负电极上的电势，则判定所述待定坐标值中的第一组为两个触摸点的实际坐标值。

通过比较两个触摸点的电势，可确定两个触摸点的准确坐标，消除鬼点。

另外，在所述获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值的步骤之后，还包含如下步骤：

对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿和/或距离补偿得到补偿后的距离值；

在所述根据所述中点的坐标和所述在两个被测方向上的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值的步骤中，所述在两个被测方向上的距离值为所述补偿后的距离值。

通过对两个触摸点在两个方向上的距离值进行压力补偿和/或距离补偿，可使检测出两个触摸点的位置坐标更准确。

附图说明

图1是现有的四线电阻屏的结构示意图；

图2是现有的单点触摸时水平方向坐标测量等效电路图；

图3是现有的单点触摸时竖直方向坐标测量等效电路图；

图4是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的流程图；

图5是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的测量水平方向的中点坐标的驱动方式和电原理示意图；

图6是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的测量竖直方向的中点坐标的驱动方式和电原理示意图；

图7是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的测量水平方向的中点坐标的等效电路图；

图8是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的G（d）与d的对应关系示意图；

图9是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的两个触摸点的可能位置关系示意图；

图10是根据本发明第一实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法的确定实际坐标值的驱动方式和电原理示意图；

图11是根据本发明第二实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法中计算两点触摸时接触电阻的驱动方式和电原理示意图；

图12是根据本发明第四实施方式的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法。具体流程如图4所示，包含以下步骤：

步骤401，获得两个触摸点的中点的坐标。

当发生两点触摸时，分别将一个被测方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量另一个被测方向上ITO涂层的两个电极的电压，也就是说，将两点触摸等效于单点触摸进行测量，得到的坐标可以被近似为两个触摸点的中点坐标。具体地说，在测量水平X方向坐标时，将驱动ITO层引线X+端接电源，X-端接地，分别测量检测ITO层引线Y+端和Y-端的电压，其ADC量化值记为Yp和Yn。采用公式1可计算得到中点的水平方向坐标值。

测量竖直Y方向坐标与测量水平X方向坐标的驱动方式类似，测量得到的水平方向两个电极测量电压的模数转换量化值分别为Xp和Xn，采用公式2可计算得到中点的竖直方向坐标值。

步骤402，获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值；其中，两个被测方向为水平方向和竖直方向。

当发生两点触摸时，分别在一个被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量在被测方向上正电极的电压值；并将测量得到的正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到被测方向上正电极的电压变化值；然后，根据如下公式计算得到两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-d)}{\sqrt{2}(1-d)+1})$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G（d）是被测方向上正电极的电压变化值。

具体地说，如图5所示，在测量水平X方向坐标时，在驱动ITO层引线的X+端串联一个参考电阻Rrx，当发生两点触摸时，Y+Y-平面即检测ITO层形成电流通路，等价于驱动ITO层在触摸点之间并联了一个电阻，在图示驱动方式时，测量X+的电压量化值记为Xr。在单点触摸时，Xr值恒定，双点触摸时，Xr值将减小，根据Xr的信息结合本下述测量方法和算法，可以测定双点触摸的X方向的距离值。测量竖直Y方向距离值的原理类似，驱动方式和电原理示意图如图6所示。

值得注意的是，由于驱动ITO层和检测ITO层处于两个平面，所以在图5和图6中未给出两个触摸点之间的空间位置关系，只考虑等效的电气关系，以简化问题，方便讨论。

计算双点之间距离值的理论推导如下：

双点触摸时X方向测量时的等效电路如图7所示，Xr的测量值为：

$V_0\left(\mathrm{Xr}\right)=\frac{\mathrm{ResX}}{\mathrm{Vcc}}*\frac{R_1+R_{\mathrm{pp}}+R_3}{R_1+R_{\mathrm{pp}}+R_3+R_{\mathrm{rx}}}=\frac{\mathrm{ResX}}{\mathrm{Vcc}}*\frac{R_x}{R_x+R_{\mathrm{rx}}}=\frac{\mathrm{ResX}}{\mathrm{Vcc}}*\frac{1}{1+(R_{\mathrm{rx}}/R_x)}---\left(3\right)$

其中R_x=R₁+R_pp+R₃。

显然，V₀(Xr)为R_x的单调递增函数。当没有触摸时或者只有单点触摸时，V₀(Xr)有最大值，记为V_0Xr_M,对应的R_x最大值记为R_x_M,。当R_x为最小值R_x_m时，V₀(Xr)有最小值，记为V_0Xr_m。R_x随双点触摸在X方向的距离变化而变化，理论和工程中不难得到，当双点的X方向距离最大时，R_x有最小值R_x_m，对应具体的屏为常数。而R_x_M显然为触摸ITO在X方向的电阻值，对应具体的屏为常数。

令函数 $F\left(R_{\mathrm{rs}}\right)=V_{0\mathrm{Xr}}\_M-V_{0\mathrm{Xr}}\_m=\frac{\mathrm{ResX}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{R_x\_M}{R_x\_M+R_{\mathrm{rx}}}-\frac{R_x\_M}{R_x\_m+R_{\mathrm{rx}}}),$ 因为F(R_rx)函数表征了通过测量Xr的值所能获得Xr随双点触摸位置变化的最大动态范围，我们显然希望串联在X+上的参考电阻R_rx有一个最合理的值以使F(R_rx)取得极大值。易正明，当F'(R_rx)=0时，F(R_rx)有最大值。此时的R_rx为：

$R_{\mathrm{rx}}{|}_{\mathrm{best}}=\sqrt{R_x\_m*R_x\_M}---\left(4\right)$

工程实际中对应于具体的触摸屏，R_x_m和R_x_M显然很容易得到。Y方向的最佳串联参考电阻值同理可以得到：

$R_{\mathrm{ry}}{|}_{\mathrm{best}}=\sqrt{R_y\_m*R_y\_M}---\left(5\right)$

以下阐述中假定参考电阻取最佳值，通过工程近似和最简化原则的方法，给出Xr测量值关于双点触摸X方向距离的解析公式，在本发明中已经实证该结论是基本正确的。

假定R_x_M=R_y_M相等，暂时不考虑接触电阻(由于压力足够大时，接触电阻足够小，所以先假定压力足够大)，且在双点触摸时按图7所示测量时，假定R2=R2’(在实测中该假定基本成立),则：

$\mathrm{Rpp}=\frac{1}{2}{R}_2=\frac{1}{2}*\frac{\mathrm{dx}}{W}*R_x\_M$

$R_x=R_1+R_{\mathrm{pp}}+R_3=(R_1+R_2+R_3)+R_{\mathrm{pp}}-R_2=R_x\_M*(1-\frac{1}{2}\frac{\mathrm{dx}}{W})$

其中，dx为两个触摸点在X方向的距离，W为触摸屏X方向的宽度。

当dx=W时，Rpp即转换为则根据公式4：

$R_{\mathrm{rx}}=\frac{\sqrt{2}}{2}*R_x\_M$

双点触摸时，Xr测量值相对单点触摸时的变化量记为G(d)：

$G\left(d\right)=V_{0\mathrm{Xr}}\_M-V_{0\mathrm{Xr}}=\frac{\mathrm{ResX}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{R_x\_M}{R_x\_M+R_{\mathrm{rx}}}-\frac{R_x}{R_x+R_{\mathrm{rx}}})$

$=\frac{\mathrm{ResX}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-d)}{\sqrt{2}(1-d)+1})---\left(6\right)$

其中， $d=\frac{\mathrm{dx}}{W}.$

记函数 $f\left(x\right)=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-x)}{\sqrt{2}(1-x)+1}---\left(7\right)$

函数f(x)的波形如图8中点划线所示，公式6即为双点触摸时X方向的距离和Xr测量值相对单点触摸时的差值的函数关系。

在实际生产时，可以使用直线函数将公式7进一步简化，公式化简为：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*K_x*d---\left(8\right)$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G（d）是在被测方向上正电极的电压变化值，K_x是通过校准方式得到的关于G（d）与d之间变化关系的系数。由于极度工程近似和简化得到系数K_x为0.344，如图8中直线所示。

可以根据公式6或公式8，测量Xr变化值，反函数法即可求解两个触摸点在X方向的距离dx。两个触摸点A和B在Y方向的距离dy可以同法根据Yr的变化值计算得到。系数K_x和K_y实际生产时可以通过校准程序对X和Y方向分别求解线性方程得到。

有图8可以看出，采用单一直线近似时，在d∈(0,0.6)时，误差比较小，在d∈(0.6,1)时，误差较大，可以采用另外一条或者两条直线逼近，即分段逼近。

步骤403，根据中点的坐标和在两个被测方向的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值。

具体地说，在步骤401中得到中点的坐标，假设为M(x_m,y_m)；在步骤402中得到两个触摸点在X方向上的距离值为dx，在Y方向上的距离值为dy，根据两个方向上的距离值是否为零，得到的待定坐标值的情况不一样，在步骤404至406中具体说明。

步骤404，判断在两个被测方向上的距离值均不为零，若否，则执行步骤405；若是，则执行步骤406。

步骤405，判定两个触摸点的待定坐标值为两个触摸点的实际坐标值。即至少有一个被测方向上的距离值为零，则直接将得到的一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。也就是说，如果dx＝0，那么得到的一组待定坐标为和可直接将此待定坐标作为实际坐标值；如果dy=0，那么得到的一组待定坐标为和可直接将此待定坐标作为实际坐标值。

步骤406，比较两个触摸点的电势，根据电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。

如果在两个被测方向上的距离值均不为零，则两个触摸点的待定坐标有两组，如图9所示，第一组的坐标为P1(x₁,y₁)和P2(x₂,y₂)，其中x₁<x₂，y₁>y₂，第二组的坐标为P3(x₃,y₃)和P4(x₄,y₄)，其中x₃<x₄，y₃<y₄。

为了在两组待定坐标中确定实际坐标，即消除一对鬼点（干扰点），可以在一个被测方向上的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量另一个被测方向上ITO涂层的正电极和负电极上的电势，如图10所示；如果正电极上的电势大于负电极上的电势，则判定待定坐标值中的第二组（即P3和P4）为两个触摸点的实际坐标值；如果正电极上的电势小于负电极上的电势，则判定待定坐标值中的第一组（即P1和P2）为两个触摸点的实际坐标值。

参考在步骤401中采用公式1计算X方向的中点坐标时，测量得到的Yp、Yn。先假定：两个触摸点为A和B，其中A点的竖直方向的坐标值大于B点的竖直方向的坐标值y_A>y_B，即

$y_A=y_m+\frac{1}{2}*\mathrm{dy}---\left(9\right)$

$y_B=y_m-\frac{1}{2}*\mathrm{dy}---\left(10\right)$

此假定也就是认为A点是P1和P4中的某一点。则只要给出x_A和x_B的关系即可确定A和B是图中P1和P2的组合，还是P3和P4组合。由图10可知：

当P1，P2组合时，Yp更接近P1点的电势，Yn更接近P2点的电势，且P2点电势显然高于P1点电势；

当P3，P4组合时，Yp更接近P4点的电势，Yn更接近P3点的电势，且P4点电势显然高于P3点电势；

用公式表示为：

当Yp>Yn时：

$x_A=x_m+\frac{1}{2}*\mathrm{dx}---\left(11\right)$

$x_B=x_m-\frac{1}{2}*\mathrm{dx}---\left(12\right)$

即如果Yp>Yn，则判定两个触摸点为P3和P4，其中A点为P4，B点为P3；

当Yp<Yn时：

$x_A=x_m-\frac{1}{2}*\mathrm{dx}---\left(13\right)$

$x_B=x_m+\frac{1}{2}*\mathrm{dx}---\left(14\right)$

即如果Yp>Yn，则判定两个触摸点为P1和P2，其中A点为P1，B点为P2。

与现有技术相比，本发明实施方式通过获取两个触摸点的中点的坐标和两个触摸点在水平方向和竖直方向上的距离值，来确定两个触摸点的待定坐标值，并在两个方向上的距离值均不为零时，比较两个触摸点的电势，根据电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值，实现了两个触摸点的检测，在普通四线电阻触摸屏上能检测出两个触摸点的位置坐标，将普通电阻屏扩展成具有双点触摸的输入设备，通过很低的硬件成本部分实现了电容屏才具有的功能。

本发明的第二实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法。第二实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，在获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值之后，还对距离值进行压力补偿，以补偿第一实施方式中假设压力足够大而引起的误差，使检测出两个触摸点的位置坐标更准确。

具体地说，根据触摸点的接触电阻，对两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿得到经压力补偿后的距离值；其中，触摸点的接触电阻是压下触摸点时，在两个ITO涂层之间形成的电阻；该接触电阻随着压力变大而变小。

双点触摸压力的计算和单点触摸压力的计算基本方法是一样的，双点压力的计算是通过近似的方法先转换为单点压力计算来进行的，其测量方法示意图如下图11所示，其左边的电路图可等价变形为右边的电路图。

需要测量的物理量：在图11所示驱动方式下，测量X+和Y-上的电压量化值，分别记为V1，V2。

$R_{\mathrm{pp}}=\frac{V_2-V_1}{V_1}*R_1---\left(15\right)$

而R₁可以通过电阻网络分压原理通过测量A和B的中点M在X方向的坐标得到。

可以假定R_p1=R_p2,R₂=R′₂，则：

$R_{\mathrm{pp}}=\frac{1}{2}*(R_{p1}+R_2)---\left(16\right)$

而R₂可以通过电阻网络分压原理通过测量A和B在X方向的距离得到。

由公式15和公式16可以得到在一定触摸压力下的接触电阻R_p，即R_p1或R_p2;

根据该R_p，采用级数展开公式可以计算得到两个触摸点在两个被测方向上经压力补偿后的距离值，级数展开公式的系数可通过实验获得。

在实际应用中，可综合考虑计算复杂度和精度的影响，确定级数展开公式的阶数，比如说，采用下式进行压力补偿计算：

$\mathrm{dx}\_p=\mathrm{dx}*(1+K_{x1}*R_p+K_{x2}*R_p^2)---\left(17\right)$

$\mathrm{dy}\_p=\mathrm{dy}*(1+K_{y1}*R_p+K_{y2}*R_p^2)---\left(18\right)$

在根据中点的坐标和在两个被测方向上的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值的步骤中，在两个被测方向上的距离值为经压力补偿后的距离值。

本发明第三实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法。第三实施方式在第一实施方式或第二实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第三实施方式中，还对两个触摸点在两个被测方向上的距离值或经压力补偿后的距离值进行距离补偿，以补偿由于用直线逼近方式计算得到的距离值本身的误差。

具体都说，采用调谐补偿公式，对距离值或得到的经压力补偿后的距离值进行距离补偿，得到经距离补偿后的距离值；其中，调谐补偿公式为3阶级数展开公式。

在根据中点的坐标和在两个被测方向上的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值的步骤中，在两个被测方向上的距离值为经距离补偿后的距离值。

由于根据被测方向上正电极的电压变化值G（d）计算得到的距离值d本身存在误差，从而导致最终计算得到的两个触摸点的坐标值也会存在误差，因此，可以采用级数展开公式对距离本身进行补偿，得到经距离补偿后的距离值，从而得到两个坐标点的准确坐标。

比如说，先进行压力补偿得到dx_p和dy_p,然后再按下面的公式进行距离本身的补偿：

dx_c=C_x0+C_x1*dx_p+C_x2*dx_p²+C_x3*dx_p³        （19）

dy_c=C_y0+C_y1*dy_p+C_y2*dy_p²+C_y3*dy_p³        （20）

其中，系数C_x0、C_x1、C_x2、C_x3、C_y0、C_y1、C_y2、C_y3可通过实验得到。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第四实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，如图12所示，包含：

中点坐标获取模块，用于获得两个触摸点的中点的坐标；该中点坐标获取模块包含以下子模块：

水平坐标计算子模块，用于根据x=(ResX/Vcc)*(Yp+Yn)/2计算得到中点的水平方向坐标值；

其中，ResX为触摸区域水平方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换的量化值，Yp、Yn分别为将水平方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量竖直方向上ITO涂层的两个电极的电压，得到的竖直方向两个电极测量电压的模数转换量化值；

竖直坐标计算子模块，用于根据y＝(ResY/Vcc)*(Xp+Xn)/2计算得到中点的竖直方向坐标值；

其中，ResY为触摸区域竖直方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换的量化值，Xp、Xn分别为将竖直方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量水平方向上ITO涂层的两个电极的电压，得到的水平方向两个电极测量电压的模数转换量化值。

距离获取模块，用于获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值；其中，两个被测方向为水平方向和竖直方向；该距离获取模块包含以下子模块：

电压比较模块，用于将两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到被测方向上正电极的电压变化值；其中，两点触摸时正电极的电压值是将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时被测方向上正电极的电压，得到的两点触摸时正电极的电压值；

距离计算模块，可根据如下公式计算得到两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-d)}{\sqrt{2}(1-d)+1})$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G（d）是被测方向上正电极的电压变化值。

或者，距离计算模块，也可根据如下公式计算得到两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*K_x*d$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G（d）是被测方向上正电极的电压变化值，K_x是通过校准方式得到的关于G（d）与d之间变化关系的系数。

其中，参考电阻的电阻值为

$R_r{|}_{\mathrm{best}}=\sqrt{R\_m*R\_M}$

其中，R_m是当两个触摸点在被测方向上距离最大时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值；R_M是当没有触摸或者单点触摸时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值。

待定坐标确定模块，用于根据中点的坐标和在两个被测方向的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值；

实际坐标确定模块，用于在两个被测方向的距离值均不为零时，比较两个触摸点的电势，根据电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值；在至少有一个被测方向上的距离值为零时，直接将得到的一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。

待定坐标确定模块在两个被测方向上的距离值均不为零时，确定两个触摸点的待定坐标有两组，第一组的坐标为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，其中x₁<x₂，y₁>y₂，第二组的坐标为(x₃,y₃)和(x₄,y₄)，其中x₃<x₄，y₃<y₄；

实际坐标确定模块包含电势比较子模块和实际坐标判定子模块；

电势比较子模块用于比较正电极上的电势和负电极上的电势，其中通过将一个被测方向上的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，在另一个被测方向上ITO涂层的正电极和负电极上测量得到正电极上的电势和负电极上的的电势；

实际坐标判定子模块在正电极上的电势大于负电极上的电势时，判定待定坐标确定模块给出的待定坐标值中的第二组为两个触摸点的实际坐标值；在正电极上的电势小于负电极上的电势时，判定待定坐标确定模块给出的待定坐标值中的第一组为两个触摸点的实际坐标值。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第五实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置。第五实施方式在第四实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第五实施方式中，装置还包含补偿模块，用于对两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿和/或距离补偿得到补偿后的距离值。

在本实施方式中，补偿模块包含压力补偿子模块，用于根据触摸点的接触电阻，对两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿得到经压力补偿后的距离值；其中，触摸点的接触电阻是压下触摸点时，在两个ITO涂层之间形成的电阻；该接触电阻随着压力变大而变小。

待定坐标确定模块采用的在两个被测方向上的距离值为经压力补偿后的距离值。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第六实施方式涉及一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置。第六实施方式在第四实施方式或第五实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第六实施方式中，补偿模块还包含距离补偿子模块，用于采用调谐补偿公式，对距离值或得到的经压力补偿后的距离值进行距离补偿，得到经距离补偿后的距离值；其中，调谐补偿公式为3阶级数展开公式。

待定坐标确定模块采用的在两个被测方向上的距离值为经距离补偿后的距离值。

由于第三实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

获得两个触摸点的中点的坐标；

获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值；其中，两个被测方向为水平方向和竖直方向；

对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿和/或距离补偿得到补偿后的距离值；

根据所述中点的坐标和所述在两个被测方向上的补偿后的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值；

若所述在两个被测方向上的距离值均不为零，则比较所述两个触摸点的电势，根据所述电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值；

若至少有一个被测方向上的距离值为零，则直接将得到的一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。

2.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，在所述获得两个触摸点的中点的坐标的步骤中，包含以下子步骤：

将水平方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量竖直方向上ITO涂层的两个电极的电压；

根据x＝(ResX/Vcc)*(Yp+Yn)/2计算得到所述中点的水平方向坐标值；

其中，ResX为触摸区域水平方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换的量化值，Yp、Yn分别为竖直方向两个电极测量电压的模数转换量化值；

将竖直方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量水平方向上ITO涂层的两个电极的电压；

根据y＝(ResY/Vcc)*(Xp+Xn)/2计算得到所述中点的竖直方向坐标值；

其中，ResY为触摸区域竖直方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换的量化值，Xp、Xn分别为水平方向两个电极测量电压的模数转换量化值。

3.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，在所述获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值的步骤中，每个被测方向上的距离值通过以下子步骤获得：

将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时所述被测方向上正电极的电压，得到两点触摸时正电极的电压值；

将所述测量得到的两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到所述被测方向上正电极的电压变化值；

根据如下公式计算得到所述两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-d)}{\sqrt{2}(1-d)+1})$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G(d)是所述被测方向上正电极的电压变化值。

4.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，在所述获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值的步骤中，每个被测方向上的距离值通过以下子步骤获得：

将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时所述被测方向上正电极的电压，得到两点触摸时正电极的电压值；

将所述测量得到的两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到所述被测方向上正电极的电压变化值；

根据如下公式计算得到所述两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Rec}}{\mathrm{Vcc}}*K_x*d$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G(d)是所述被测方向上正电极的电压变化值，K_x是通过校准方式得到的关于G(d)与d之间变化关系的系数。

5.根据权利要求3或4所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，所述参考电阻的电阻值为

$R_x{|}_{\mathrm{best}}=\sqrt{R\_m*R\_M}$

其中，R_m是当两个触摸点在被测方向上距离最大时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值；R_M是当没有触摸或者单点触摸时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值。

6.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，如果所述在两个被测方向上的距离值均不为零，则所述两个触摸点的待定坐标有两组，第一组的坐标为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，其中x₁<x₂，y₁>y₂，第二组的坐标为(x₃,y₃)和(x₄,y₄)，其中x₃<x₄，y₃<y₄；

在所述比较所述两个触摸点的电势，判定所述待定坐标值中的一组为两个触摸点的实际坐标值的步骤中，

将一个被测方向上的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量另一个被测方向上ITO涂层的正电极和负电极上的电势；

如果正电极上的电势大于负电极上的电势，则判定所述待定坐标值中的第二组为两个触摸点的实际坐标值；如果正电极上的电势小于负电极上的电势，则判定所述待定坐标值中的第一组为两个触摸点的实际坐标值。

7.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，在对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿得到补偿后的距离值时，根据触摸点的接触电阻，对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿得到经压力补偿后的距离值；其中，所述触摸点的接触电阻是压下触摸点时，在两个ITO涂层之间形成的电阻；该接触电阻随着压力变大而变小。

8.根据权利要求1所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测方法，其特征在于，对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行距离补偿得到补偿后的距离值时，采用调谐补偿公式，对所述距离值或所述得到的经压力补偿后的距离值进行距离补偿，得到经距离补偿后的距离值；其中，调谐补偿公式为3阶级数展开公式。

9.一种四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，包含：

中点坐标获取模块，用于获得两个触摸点的中点的坐标；

距离获取模块，用于获得两个触摸点在两个被测方向上的距离值；其中，两个被测方向为水平方向和竖直方向；

补偿模块，用于对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿和/或距离补偿得到补偿后的距离值；

待定坐标确定模块，用于根据所述中点的坐标和所述在两个被测方向的补偿后的距离值，确定两个触摸点的待定坐标值；

实际坐标确定模块，用于在所述在两个被测方向的距离值均不为零时，比较所述两个触摸点的电势，根据所述电势的比较结果在得到的2组待定坐标值中，选择一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值；在至少有一个被测方向上的距离值为零时，直接将得到的一组待定坐标值作为两个触摸点的实际坐标值。

10.根据权利要求9所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述中点坐标获取模块包含以下子模块：

水平坐标计算子模块，用于根据x＝(ResX/Vcc)*(Yp+Yn)/2计算得到所述中点的水平方向坐标值；

其中，ResX为触摸区域水平方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换的量化值，Yp、Yn分别为将水平方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量竖直方向上ITO涂层的两个电极的电压，得到的竖直方向两个电极测量电压的模数转换量化值；

竖直坐标计算子模块，用于根据y＝(ResY/Vcc)*(Xp+Xn)/2计算得到所述中点的竖直方向坐标值；

其中，ResY为触摸区域竖直方向坐标的分辨率，Vcc为电源电压对应模数转换的量化值，Xp、Xn分别为将竖直方向上的ITO涂层的正电极接电源，负电极接地，测量水平方向上ITO涂层的两个电极的电压，得到的水平方向两个电极测量电压的模数转换量化值。

11.根据权利要求9所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述距离获取模块包含以下子模块：

电压比较模块，用于将两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到所述被测方向上正电极的电压变化值；其中，所述两点触摸时正电极的电压值是将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时所述被测方向上正电极的电压，得到的两点触摸时正电极的电压值；

距离计算模块，用于根据如下公式计算得到所述两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Res}}{\mathrm{Vcc}}*(\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}-\frac{\sqrt{2}(1-d)}{\sqrt{2}(1-d)+1})$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G(d)是所述被测方向上正电极的电压变化值。

12.根据权利要求9所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述距离获取模块包含以下子模块：

电压比较模块，用于将两点触摸时正电极的电压值与没有触摸时或者只有单点触摸时正电极的电压值相减，得到所述被测方向上正电极的电压变化值；其中，所述两点触摸时正电极的电压值是将被测方向的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，测量两点触摸时所述被测方向上正电极的电压，得到的两点触摸时正电极的电压值；

距离计算模块，用于根据如下公式计算得到所述两个触摸点在被测方向上的距离值：

$G\left(d\right)=\frac{\mathrm{Rec}}{\mathrm{Vcc}}*K_x*d$

其中，Res为触摸区域被测方向坐标的分辨率，d是两个触摸点在被测方向上的距离值与被测方向上触摸屏的宽度的比值，G(d)是所述被测方向上正电极的电压变化值，K_x是通过校准方式得到的关于G(d)与d之间变化关系的系数。

13.根据权利要求11或12所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述参考电阻的电阻值为

$R_x{|}_{\mathrm{best}}=\sqrt{R\_m*R\_M}$

其中，R_m是当两个触摸点在被测方向上距离最大时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值；R_M是当没有触摸或者单点触摸时，被测方向上正电极和负电极之间的电阻值。

14.根据权利要求9所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述待定坐标确定模块在所述在两个被测方向上的距离值均不为零时，确定所述两个触摸点的待定坐标有两组，第一组的坐标为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，其中x₁<x₂，y₁>y₂，第二组的坐标为(x₃,y₃)和(x₄,y₄)，其中x₃<x₄，y₃<y₄；

所述实际坐标确定模块包含电势比较子模块和实际坐标判定子模块；

所述电势比较子模块用于比较正电极上的电势和负电极上的电势，其中通过将一个被测方向上的ITO涂层的正电极上串联一个参考电阻之后接电源，负电极接地，在另一个被测方向上ITO涂层的正电极和负电极上测量得到所述正电极上的电势和负电极上的的电势；

所述实际坐标判定子模块在所述正电极上的电势大于所述负电极上的电势时，判定所述待定坐标确定模块给出的所述待定坐标值中的第二组为两个触摸点的实际坐标值；在所述正电极上的电势小于所述负电极上的电势时，判定所述待定坐标确定模块给出的所述待定坐标值中的第一组为两个触摸点的实际坐标值。

15.根据权利要求9所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述补偿模块包含压力补偿子模块，用于根据触摸点的接触电阻，对所述两个触摸点在两个被测方向上的距离值进行压力补偿得到经压力补偿后的距离值；其中，所述触摸点的接触电阻是压下触摸点时，在两个ITO涂层之间形成的电阻；该接触电阻随着压力变大而变小。

16.根据权利要求9所述的四线电阻触摸屏的两点触摸检测装置，其特征在于，所述补偿模块包含距离补偿子模块，用于采用调谐补偿公式，对所述距离值或所述得到的经压力补偿后的距离值进行距离补偿，得到经距离补偿后的距离值；其中，调谐补偿公式为3阶级数展开公式。