CN102880347A - 一种触摸屏设备及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了触摸屏设备及其处理方法，应用于电子设备技术领域。本发明实施例的触摸屏设备中，通过频谱分析单元来判断接收单元输出信号的频域信号中，或对接收单元输出信号进行至少一个处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，则说明发送单元发送的信号受到噪声干扰，然后再通过频率控制单元来控制发送单元发送信号的频率，使得发送单元在该频段上发送信号时尽量不会受到噪声的干扰，从而降低了噪声对互电容检测的影响。

Description

一种触摸屏设备及其处理方法
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及触摸屏设备及其处理方法。
背景技术
电子设备的触摸屏主要为电阻式触摸屏或电容式触摸屏，随着电子设备屏幕的增大，电容式触摸屏的应用越来越广泛。电容式触摸屏的电子设备(以下简称触摸屏设备)中包括接收信号的接收单元、发射信号的发送单元、连接在接收单元与发送单元之间的互电容及数据处理分析模块，其中互电容作为触摸屏的一部分，而数据处理分析模块可以通过分析接收单元接收的信号对互电容进行检测，从而确定用户对触摸屏的接触。
但是触摸屏设备对互电容的检测容易受到噪声的干扰，即接收单元接收的信号中既包括噪声又包括发送单元发送的信号，且噪声与发送信号很难区分，使得噪声对发送信号的影响很难通过滤波的方式消除，这样直接影响到对互电容的检测。
发明内容
本发明实施例提供触摸屏设备及其处理方法，降低噪声对互电容检测的影响。
本发明实施例提供一种触摸屏设备，包括接收单元、发送单元、解调器、连接在接收单元与发送单元之间的互电容及数据处理分析模块，还包括：频谱分析单元和频率控制单元；
所述接收单元的输出端连接到频谱分析单元的输入端，所述接收单元的输出端还通过所述解调器连接到所述数据处理分析模块；
所述频谱分析单元，用于判断所述接收单元输出的信号的频域信号中，或对所述接收单元输出的信号进行至少一次处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征；
所述频率控制单元连接在所述频谱分析单元与发送单元的频率控制端之间，用于当所述频谱分析单元判断所述接收单元接收后的信号中包括噪声信号，控制所述发送单元发送信号的频率。
本发明实施例提供一种触摸屏设备的处理方法，包括：
获取触摸屏设备中的接收单元接收的信号的频域信号，或获取所述接收单元接收的信号经过至少一个处理后信号的频域信号；
判断所述获取的频域信号中是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，控制所述触摸屏设备中的发送单元发送信号的频率，以便所述发送单元按照控制后的频率发送信号。
本发明实施例的触摸屏设备中，通过频谱分析单元来判断接收单元输出信号的频域信号中，或对接收单元输出信号进行至少一个处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，则说明发送单元发送的信号受到噪声干扰，然后再通过频率控制单元来控制发送单元发送信号的频率，使得发送单元在该频段上发送信号时尽量不会受到噪声的干扰，从而降低了噪声对互电容检测的影响。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种触摸屏设备的结构示意图；
图2是本发明实施例中触摸屏设备包括的接收单元接收的信号的频域波形图；
图3是本发明实施例提供的另一红触摸屏设备的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一红触摸屏设备的结构示意图；
图5是本发明实施例中触摸屏设备包括的接收单元接收的信号经解调和滤波后信号的一种频域波形图；
图6是本发明实施例中触摸屏设备包括的接收单元接收的信号经解调和滤波后信号的另一种频域波形图；
图7是本发明实施例中触摸屏设备的处理方法的流程图。
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。
本发明实施例提供一种触摸屏设备，主要是电容式触摸屏的电子设备，比如手机或掌上电脑等，结构示意图如图1所示，包括：发送单元10、接收单元12、解调器15、数据处理分析模块17和连接在接收单元12与发送单元10之间的互电容11，其中互电容11是触摸屏的一部分，该触摸屏设备还包括：频谱分析单元13和频率控制单元14，具体地：
接收单元12的输出端连接到(包括直接连接或间接连接，图1中画出的是直接连接)频谱分析单元13的输入端，接收单元12的输出端还通过解调器15连接到数据处理分析模块17。
可以理解，在触摸屏设备中，随着用户对触摸屏的接触操作，互电容11的电容值会发生改变，这样接收单元12接收到发送单元10发送的信号也会发生改变，这样触摸屏设备中的数据处理分析模块17可以通过对接收单元12接收的信号进行处理(比如解调处理和滤波处理)后的信号的分析，可以检测到互电容11的电容值，从而可以确定用户对触摸屏的接触及具体接触的位置。
上述频谱分析单元13，用于判断接收单元12输出的信号的频域信号中，或对接收单元12输出的信号进行至少一次处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，则发送单元10发送的信号受到噪声干扰，使得接收单元12接收的信号中包括噪声信号；如果不具有，则接收单元12接收的信号中不包括噪声信号。其中预置的噪声信号特征是指如果发送单元10发送的信号受到噪声干扰后，接收单元12接收的包括噪声信号的信号所具有的特征，比如在频域信号中除了在直流信号的频率点上出现峰值之外，在其它频率点上也会出现峰值等特征，具体的噪声信号特征可以是由用户根据实际需要预置的在触摸屏设备中的，且接收单元12直接输出的信号对应的噪声信号特征，与接收单元12输出信号经过处理后对应的噪声信号特征不同。
具体地，频谱分析单元13在执行上述的判断过程时，需要先获取接收单元12接收信号的频域信号，或先获取接收单元12输出信号经过至少一次处理后信号的频域信号，具体可以通过傅里叶变换获得；然后频谱分析单元13选择全部频段的频域信号来进行判断，也可以根据需要选择部分频段(比如0到500kHz的频段，或20kHz到300kHz的频段等)的频域信号来进行判断，以减少频谱分析单元13的计算量。
频率控制单元14连接在频谱分析单元13与发送单元10的频率控制端之间，用于当频谱分析单元13判断接收单元12接收后的信号中包括噪声信号，控制发送单元10发送信号的频率，具体控制的策略可以不对本发明造成限制，但是在频率控制单元14控制发送信号的频率后，要使得频谱分析单元13判断的频域信号中不具有预置的噪声信号特征。在具体实现过程中，频率控制单元14可以通过可控振荡器或可编程频率控制器等器件来实现。
该频率控制单元14控制发送信号频率的由用户预置的触摸屏设备中，比如控制发送单元10发送信号的频率控制到频谱分析单元13确定的频域信号中信号幅值不为峰值的频段上。
需要说明的是，在触摸屏设备中可以通过频谱分析单元13和频率控制单元14不断地调整发送单元10发送信号的频率，直到频谱分析单元13判断到频域信号中不具有预置的噪声信号特征，该频率控制单元14和频谱分析单元13作为一个反馈电路。且在触摸屏设备中还可以包括其它一些单元模块，比如对接收单元12输出的信号进行模数转换的单元等，该模数转换单元可以连接到接收单元12之后，也可以连接在解调器15之后，且在数据处理分析模块17之前。
可见，本发明实施例的触摸屏设备中，通过频谱分析单元13来判断接收单元12输出信号的频域信号中，或对接收单元12输出信号进行至少一个处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，则说明发送单元10发送的信号受到噪声干扰，然后再通过频率控制单元14来控制发送单元10发送信号的频率，使得发送单元10在该频段上发送信号时尽量不会受到噪声的干扰，从而降低了噪声对互电容检测的影响。
在具体的实现实施例中，接收单元12的输出端连接到频谱分析单元13的输入端可以有如下几种方式：
(1)如图1所示，频谱分析单元13的输入端连接在接收单元12的输出端之后，且在解调器15之前，在这种情况下，预置的噪声信号特征中可以包括：在以发送单元10发送信号的信号频率为中心，且以预置通带频率为宽度的频段范围内，除了在中心的信号频点(即发送单元10发送信号的信号频率)上出现峰值信号，在其它频率点上也有峰值信号。
则本实施例中的频谱分析单元13主要用于判断接收单元12输出的信号的频域信号中，在上述的频段范围内，是否存在除了上述发送信号频率之外的峰值信号，如果存在，则判断接收单元12接收的信号中包括噪声信号，否则不包括。
例如图2所示为接收单元接收的信号的频域波形图，横坐标为频率Freq，纵坐标为信号幅值A，其中假设频段范围为F1到F2，该频段是以发送单元10发送信号的信号频率Fb为中心的频段，如果除了在该信号频率Fb上出现峰值信号之外即除了直流信号之外，在该频段内的其他频率点比如频率点Fa上出现信号峰值，则说明接收单元12接收的信号中包括噪声信号。则频率控制单元14可以将发送单元10发送信号的频率调整到比较干净的频段，比如控制到Fc到Fd的频率范围之间，然后再由频谱分析单元13进行判断。
(2)如图3所示，在触摸屏设备中除了如图1所示的结构外，还可以包括滤波器16，该滤波器16连接在解调器15之后，且接收单元12的输出端通过解调器15和滤波器16连接到数据处理分析模块17，频谱分析单元13的输入端连接在解调器15与滤波器16之间，在这种情况下，由于接收单元12接收的信号经过解调后即相当于接收的信号随着频率轴平移，则在预置的噪声信号特征中可以包括：在以发送单元10发送信号的信号频率减去预置解调值B为中心，且以滤波器16的通带频率为宽度的频段范围内，除了在信号频率减去预置解调值B的频率点上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号，例如，假设触摸屏设备中发送单元10发送信号的信号频率为Fb，则需要在以Fb-B为中心，且以滤波器16的通带频率为宽度的频段范围内进行判断。其中预置解调值具体是由解调器15具体将接收单元12接收的信号搬移多少来确定。
则本实施例中的频谱分析单元13主要用于判断接收单元12输出的信号经过解调后信号的频域信号中，在以发送单元10发送信号的信号频率减去预置解调值B为中心的频段范围内，是否存在除了信号频率减去预置解调值的频率点之外的峰值信号，如果存在，则判断接收单元12接收的信号中包括噪声信号，否则不包括。
(3)如图4所示，频谱分析单元13的输入端连接在滤波器16与数据处理分析模块17之间，在这种情况下，在预置的噪声信号特征中可以包括：除了频率零点上出现峰值信号(即直流信号)之外，在其它频率点上也出现峰值信号。
则本实施例中的频谱分析单元13主要用于判断接收单元12输出的信号经过解调和滤波后信号的频域信号中，是否存在除了频率零点之外的峰值信号，如果不存在，则判断接收单元12接收的信号中不包括噪声信号，例如图5所示为接收单元接收的信号经解调和滤波后信号的频域波形图，横坐标为频率Freq，纵坐标为信号幅值A，只有直流信号即频率零点上的峰值信号；如果存在，则判断接收单元12接收的信号中包括噪声信号，例如图6所示为接收单元12接收的信号经解调和滤波后信号的频域波形图，除了直流信号外，在其它频点比如频率点Fe和Ff出现信号峰值。
需要说明的是，上述频率控制单元14控制着发送单元10不断地调整发送信号的频率，这样发送单元10在不同的时间发送的信号频率就会不一样，则数据处理分析模块17，就可以根据至少两个不同时间上获取的接收单元12接收的信号经过解调和滤波后信号，确定噪声信号的频率点。具体确定噪声信号频率点的方法可以包括：当发送单元10以频率F1发送信号时，频谱分析单元13分析到接收单元12接收信号的频域信号中，在F2频段内没有噪声信号特征即没有出现峰值信号，则认为如果发送单元10以频率F2发送信号时不会有噪声干扰。同理也可以通过发送单元10以频段F2发送信号，由频谱分析单元13确定F1频段内是否有噪声信号特征，从而判断发送单元10以频率F1发送信号时会不会有噪声干扰。
本发明实施例还提供一种触摸屏设备的处理方法，主要是针对如图1、3和4所述的触摸屏设备的处理方法，流程图如图7所示，包括：
步骤101，频谱分析单元13获取触摸屏设备中的接收单元12接收的信号的频域信号，或获取接收单元12接收的信号经过至少一个处理后信号的频域信号，具体地，可以通过傅里叶变换获取得到，且可以选择全部频段或部分频段的频域信号来执行步骤102。
步骤102，频谱单元13判断步骤101中获取的频域信号中是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，则说明发送单元10发送的信号受到噪声干扰，则执行步骤103；如果不具有，则不执行步骤103，发送单元10按照原来的频率发送信号。
其中如果步骤101中获取到接收单元12接收的信号的频域信号，则预置的噪声信号特征可以包括：在以触摸屏设备中发送单元发送信号的信号频率为中心，且以预置通带频率为宽度的频段范围内，除了在所述信号频率上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号；若步骤101中获取到接收单元12接收的信号经解调后的频域信号，则预置的噪声信号特征可以包括在以所述触摸屏设备中发送单元发送信号的信号频率减去预置解调值为中心，且以所述滤波器的通带频率为宽度的频段范围内，除了在所述信号频率减去预置解调值的频率点上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号；若步骤101获取到接收单元12接收的信号经解调和滤波后的频域信号，则预置的噪声信号特征可以包括在除了频率零点上出现峰值信号之外，在其它频率点上也出现峰值信号等。
步骤103，频率控制单元14控制触摸屏设备中的发送单元10发送信号的频率，使得发送单元10按照控制的频率发送信号后，频谱分析单元13判断的频域信号中不具有预置的噪声信号特征，这样数据处理分析模块17就可以根据接收单元12接收的信号经过解调和滤波后的信号来对互电容11的电容值进行检测，且检测结果不会受到噪声的影响。
本发明实施例的方法中，通过频谱分析单元13来判断接收单元12输出信号的频域信号中，或对接收单元12输出信号进行至少一个处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，则说明发送单元10发送的信号受到噪声干扰，然后再通过频率控制单元14来控制发送单元10发送信号的频率，使得发送单元10在该频段上发送信号时尽量不会受到噪声的干扰，从而降低了噪声对互电容检测的影响。
在一个具体的实施例中，触摸屏设备执行上述步骤101到103的过程中，发送单元10在不同的时间发送的信号频率就会不一样，则数据处理分析模块17，就可以根据至少两个不同时间上获取的接收单元12接收的信号经过解调和滤波后信号，确定噪声信号的频率点，具体确定噪声信号的频率点的方法如上述设备实施例中所述，在此不进行赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种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，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的触摸屏设备及其处理方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种触摸屏设备，包括接收单元、发送单元、解调器、连接在接收单元与发送单元之间的互电容及数据处理分析模块，其特征在于，还包括：频谱分析单元和频率控制单元；
所述接收单元的输出端连接到频谱分析单元的输入端，所述接收单元的输出端还通过所述解调器连接到所述数据处理分析模块；
所述频谱分析单元，用于判断所述接收单元输出的信号的频域信号中，或对所述接收单元输出的信号进行至少一次处理后信号的频域信号中，是否具有预置的噪声信号特征；
所述频率控制单元连接在所述频谱分析单元与发送单元的频率控制端之间，用于当所述频谱分析单元判断所述接收单元接收后的信号中包括噪声信号，控制所述发送单元发送信号的频率。
2.如权利要求1所述的触摸屏设备，其特征在于，所述频谱分析单元的输入端连接在所述接收单元的输出端之后，且在所述解调器之前；所述预置的噪声信号特征包括：在以所述发送单元发送信号的信号频率为中心，且以预置通带频率为宽度的频段范围内，除了在所述信号频率上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号；
所述频谱分析单元，用于判断所述接收单元输出的信号的频域信号中，在所述频段范围内，是否存在除了所述信号频率之外的峰值信号，如果存在，判断所述接收单元接收的信号中包括噪声信号。
3.如权利要求1所述的触摸屏设备，其特征在于，所述触摸屏设备还包括滤波器，所述滤波器连接在所述解调器之后，所述频谱分析单元的输入端连接在所述解调器与所述滤波器之间，且所述接收单元的输出端通过所述解调器和滤波器连接到所述数据处理分析模块；
所述预置的噪声信号特征包括：在以所述发送单元发送信号的信号频率减去预置解调值为中心，且以所述滤波器的通带频率为宽度的频段范围内，除了在所述信号频率减去预置解调值的频率点上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号；
所述频谱分析单元，用于判断所述接收单元输出的信号经解调后信号的频域信号中，在所述频段范围内，是否存在除了所述信号频率减去预置解调值的频率点之外的峰值信号，如果存在，判断所述接收单元接收后的信号中包括噪声信号。
4.如权利要求1所述的触摸屏设备，其特征在于，所述频谱分析单元的输入端连接在所述滤波器与数据处理分析模块之间，所述预置的噪声信号特征包括：除了频率零点上出现峰值信号之外，在其它频率点上也出现峰值信号；
所述频谱分析单元，用于判断所述接收单元输出的信号经解调和滤波后信号的频域信号中，是否存在除了频率零点之外的峰值信号，如果存在，判断所述接收单元接收后的信号中包括噪声信号。
5.如权利要求1至4任一项所述的触摸屏设备，其特征在于，所述数据处理分析模块，用于根据至少两个不同时间上获取的接收单元接收的信号经过解调和滤波后信号，确定噪声信号的频率点。
6.一种触摸屏设备的处理方法，其特征在于，包括：
获取触摸屏设备中的接收单元接收的信号的频域信号，或获取所述接收单元接收的信号经过至少一个处理后信号的频域信号；
判断所述获取的频域信号中是否具有预置的噪声信号特征，如果具有，控制所述触摸屏设备中的发送单元发送信号的频率，以便所述发送单元按照控制后的频率发送信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，若获取到接收单元接收的信号的频域信号，则所述预置的噪声信号特征包括：在以触摸屏设备中发送单元发送信号的信号频率为中心，且以预置通带频率为宽度的频段范围内，除了在所述信号频率上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号；
若获取到接收单元接收的信号经解调后的频域信号，则所述预置的噪声信号特征包括：在以所述触摸屏设备中发送单元发送信号的信号频率减去预置解调值为中心，且以所述滤波器的通带频率为宽度的频段范围内，除了在所述信号频率减去预置解调值的频率点上出现峰值信号，在其它频率点上也出现峰值信号；
若获取到接收单元接收的信号经解调和滤波后的频域信号，则所述预置的噪声信号特征包括：除了频率零点上出现峰值信号之外，在其它频率点上也出现峰值信号。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：根据至少两个不同时间上获取的接收单元接收的信号经过解调和滤波后信号，确定噪声信号的频率点。
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