CN103049158A - 一种电容式触摸屏的触摸检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于触摸屏检测技术领域，提供了一种电容式触摸屏的触摸检测方法及系统。该方法及系统利用触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入到比较器反相端的抵消信号，得到触摸面板未被触发时的第一检测信号和被触发时的第二检测信号，利用第一检测信号和第二检测信号的能量差值，得到触摸信息。可实现抵消信号随输入到比较器同相端的检测信号的不同而动态的调整，降低了抵消后的信号中的无用信号，进而提高了触摸检测的精准度、阻抗适应性指标。

Description

一种电容式触摸屏的触摸检测方法及系统
技术领域
本发明属于触摸屏检测技术领域，尤其涉及一种电容式触摸屏的触摸检测方法及系统。
背景技术
公知地，如图1所示，典型的电容式触摸屏的触摸传感器包括：在触摸面板的透明导电薄膜上制作的纵向驱动电极TX和横向检测电极RX，驱动电极TX和检测电极RX交叉的地方会形成电容；放置在每一检测电极RX输出通路上的比较器A，比较器A的同相输入端连接检测电极RX，比较器A的反相输入端连接一抵消信号，比较器A的输出端连接其它处理电路。
在进行触摸位置检测时，手指触摸触摸面板会影响触摸点附近驱动电极TX和检测电极RX之间的耦合，从而改变电容的电容量，依据电容量的变化量，即可计算出触摸点的坐标。具体而言，在检测电容大小时，依次向每一排驱动电极TX发出激励信号，检测电极RX同时接收信号，比较器A的同相端输入的信号RX为实际检测信号，比较器A的反相端输入的信号Vref为抵消信号，比较器A的输出端输出的信号signal为最终检测信号，其它处理电路对最终检测信号进行处理后，即可得到触摸面板上所有交叉点处、电容的电容值大小。在此过程中，可以认为，最终检测信号signal的能量强度=实际检测信号RX-抵消信号Vref。
然而，在现有技术中，电容式触摸屏的触摸传感器由于抵消信号Vref一般是固定不变的，不能根据实际检测信号RX而动态调整，使得抵消后的信号仍旧含有大量无用的信号，导致检测精准度、阻抗适应能力较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电容式触摸屏的触摸检测方法，旨在解决现有的电容式触摸屏的触摸传感器中，由于抵消信号不能根据实际检测信号而动态调整，导致检测精准度、阻抗适应能力较低的问题。
本发明是这样实现的，一种电容式触摸屏的触摸检测方法，所述方法包括：
在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据所述触摸屏传感器中比较器反相端输出的能量值，动态调整输入所述比较器的反相端的抵消信号，得到所述触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号；
在电容式触摸屏的所述触摸面板被触发时，向所述驱动电极发出第二驱动信号，并向所述比较器的反相端输出经动态调整后的所述抵消信号，得到所述检测电极接收到的第二检测信号；
利用所述第一检测信号的能量值与所述第二检测信号的能量值的差值，得到触摸信息。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电容式触摸屏的触摸检测系统，所述系统包括：
第一获取单元，用于在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据所述触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入所述比较器的反相端的抵消信号，得到所述触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号；
第二获取单元，用于在电容式触摸屏的所述触摸面板被触发时，向所述驱动电极发出第二驱动信号，并向所述比较器的反相端输出经所述第一获取单元动态调整后的所述抵消信号，得到所述检测电极接收到的第二检测信号；
第三获取单元，用于利用所述第一检测信号的能量值与所述第二检测信号的能量值的差值，得到触摸信息。
本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测方法及系统利用触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入到比较器反相端的抵消信号，得到触摸面板未被触发时的第一检测信号和被触发时的第二检测信号，利用第一检测信号和第二检测信号的能量差值，得到触摸信息。可实现抵消信号随输入到比较器同相端的检测信号的不同而动态的调整，降低了抵消后的信号中的无用信号，进而提高了触摸检测的精准度。
附图说明
图1是现有技术提供的电容式触摸屏的触摸传感器的典型结构图；
图2是本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测方法的流程图；
图3是本发明中，得到第一检测信号的流程图；
图4是本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测系统的结构图；
图5是图4中第一获取单元的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种电容式触摸屏的触摸检测方法，该方法利用抵消信号参与抵消以及未参与抵消时比较器分别输出的能量值的差值、以及抵消信号参与抵消时比较器输出的能量值，调整抵消信号，得到触摸面板未被触发时的第一检测信号和被触发时的第二检测信号，利用第一检测信号和第二检测信号的能量差值，得到触摸信息。
图2示出了本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测方法的流程。
详细而言，本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测方法包括：
步骤S1：在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入比较器的反相端的抵消信号，得到触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号。进一步地，如图3所示，步骤S1可以包括：
步骤S101：向驱动电极发出第一驱动信号。
步骤S102：向比较器的反相端输出一固定电平。
步骤S103：获取比较器输出的第一能量值。
步骤S104：控制检测电极接通一固定电平。
步骤S105：向比较器的反相端输出参与抵消的抵消信号。
本发明中，参与抵消的抵消信号的初始信号可以是下述几种情况中的信号：抵消信号所在通道上的比较器输出的最终检测信号；其它通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；抵消信号所在通道的相邻通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；抵消信号所在通道对应的驱动电极上的驱动信号。同时，抵消信号的频率与第一驱动信号的频率相等。
步骤S106：获取比较器输出的第二能量值。
步骤S107：判断第一能量值与第二能量值的差值的绝对值是否小于第一阈值，是则执行步骤109，否则执行步骤108。
步骤S108：调整抵消信号的幅值，之后返回步骤S105。
步骤S109：将抵消信号的幅值作为第一检测信号的幅值。
步骤S110：判断第二能量值是否小于第二阈值，是则执行步骤S112，否则执行步骤S111。
步骤S111：调整抵消信号的相角，之后返回步骤S105。
步骤S112：将抵消信号的相角作为第一检测信号的相角。
例如，假设在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向驱动电极发出的第一驱动信号TX1设为A·sin(ωt)，相应检测电极接收到的第一检测信号设为Ax·sin(ωt+ψ)，则为了实现抵消处理，则须求得第一检测信号的幅值Ax和相角ψ。假设第一能量值为W1、抵消信号为offset1、抵消信号为offset1的幅值为为Ay、抵消信号offset1的相角为ψ1、第二能量值为W2、第一阈值为threshold1、第二阈值为threshold2，则首先在发出第一驱动信号TX1、比较器的反相端为一固定电平而不参与抵消时，获取第一能量值W1；之后，将检测电极置为一固定电平，比较器的反相端为参与抵消的抵消信号offset1，获取此时的第二能量值W2；之后，计算|W1-W2|，若|W1-W2|大于或等于第一阈值threshold1，则调整抵消信号offset1的幅值Ay，并将调整后的抵消信号offset1重新输入比较器的反相端，若|W1-W2|小于第一阈值threshold1，则将抵消信号offset1的幅值Ay作为第一检测信号的幅值Ax；之后，若第二能量值W2大于或等于第二阈值threshold2，则调整抵消信号offset1的相角ψ1，并将调整后的抵消信号offset1重新输入比较器的反相端，若第二能量值W2小于第二阈值threshold2，则将抵消信号offset1的相角ψ1作为第一检测信号的相角ψ，从而得到了第一检测信号的幅值Ax和相角ψ。
步骤S2：在电容式触摸屏的触摸面板被触发时，向驱动电极发出第二驱动信号，并向比较器的反相端输出经步骤S1动态调整后的抵消信号，得到检测电极接收到的第二检测信号。
步骤S3：利用第一检测信号的能量值与第二检测信号的能量值的差值，得到触摸信息，该触摸信息表征了触摸面板上触摸点的位置。该触摸信号之后会被输出到触摸屏控制器，由触摸屏控制器将触摸信息转换成触摸坐标，以执行相应功能。
图4示出了本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。
详细而言，本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测系统包括：第一获取单元1，用于在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入比较器的反相端的抵消信号，得到触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号；第二获取单元2，用于在电容式触摸屏的触摸面板被触发时，向驱动电极发出第二驱动信号，并向比较器的反相端输出经第一获取单元1动态调整后的抵消信号，得到检测电极接收到的第二检测信号；第三获取单元3，用于利用第一获取单元1得到的第一检测信号的能量值与第二获取单元2得到的第二检测信号的能量值的差值，得到触摸信息。
图5示出了图4中第一获取单元1的结构。
具体地，第一获取单元1可以包括：第一驱动模块101，用于向驱动电极发出第一驱动信号；第一输出模块102，用于向比较器的反相端输出一固定电平；第一获取模块103，用于获取比较器输出的第一能量值；第一控制模块104，
用于控制检测电极接通一固定电平；第二输出模块105，用于向比较器的反相端输出参与抵消的抵消信号；第二获取模块106，用于获取比较器输出的第二能量值；第一判断模块107，用于判断第一能量值与第二能量值的差值的绝对值是否小于第一阈值；第一调整模块108，用于当第一判断模块107判断第一能量值与第二能量值的差值的绝对值不小于第一阈值时，调整抵消信号的幅值，由第二输出模块105向比较器的反相端输出调整后的抵消信号；第一赋值模块109，用于当第一判断模块107判断第一能量值与第二能量值的差值的绝对值小于第一阈值时，将抵消信号的幅值作为第一检测信号的幅值；第二判断模块110，用于判断第二能量值是否小于第二阈值；第二调整模块111，用于当第二判断模块110判断第二能量值是否不小于第二阈值时，调整抵消信号的相角，由第二输出模块105向比较器的反相端输出调整后的抵消信号；第二赋值模块112，用于当第二判断模块110判断第二能量值小于第二阈值时，将抵消信号的相角作为第一检测信号的相角。
本发明中，第二输出模块105向比较器的反相端输出的、参与抵消的抵消信号的初始信号可以是下述几种情况中的信号；抵消信号所在通道上的比较器输出的最终检测信号；其它通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；抵消信号所在通道的相邻通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；抵消信号所在通道对应的驱动电极上的驱动信号。同时，抵消信号的频率与第一驱动信号的频率相等。
本发明提供的电容式触摸屏的触摸检测方法及系统利用触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入到比较器反相端的抵消信号，得到触摸面板未被触发时的第一检测信号和被触发时的第二检测信号，利用第一检测信号和第二检测信号的能量差值，得到触摸信息。可实现抵消信号随输入到比较器同相端的检测信号的不同而动态的调整，降低了抵消后的信号中的无用信号，进而提高了触摸检测的精准度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来控制相关的硬件完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电容式触摸屏的触摸检测方法，其特征在于，所述方法包括：
在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据所述触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入所述比较器的反相端的抵消信号，得到所述触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号；
在电容式触摸屏的所述触摸面板被触发时，向所述驱动电极发出第二驱动信号，并向所述比较器的反相端输出经动态调整后的所述抵消信号，得到所述检测电极接收到的第二检测信号；
利用所述第一检测信号的能量值与所述第二检测信号的能量值的差值，得到触摸信息。
2.如权利要求1所述的电容式触摸屏的触摸检测方法，其特征在于，所述在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据所述触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入所述比较器的反相端的抵消信号，得到所述触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号的步骤包括：
向所述驱动电极发出第一驱动信号；
向所述比较器的反相端输出一固定电平；
获取所述比较器输出的第一能量值；
控制所述检测电极接通一固定电平；
向所述比较器的反相端输出参与抵消的抵消信号；
获取所述比较器输出的第二能量值；
判断所述第一能量值与所述第二能量值的差值的绝对值是否小于第一阈值，是则将所述抵消信号的幅值作为所述第一检测信号的幅值，否则调整所述抵消信号的幅值，之后返回所述向所述比较器的反相端输出参与抵消的抵消信号的步骤；
判断所述第二能量值是否小于第二阈值，是则将所述抵消信号的相角作为所述第一检测信号的相角，否则调整所述抵消信号的相角，之后返回所述向所述比较器的反相端输出参与抵消的抵消信号的步骤。
3.如权利要求2所述的电容式触摸屏的触摸检测方法，其特征在于，所述抵消信号的频率与所述第一驱动信号的频率相等，其初始信号为下述几种情况中的信号：
所述抵消信号所在通道上的所述比较器输出的最终检测信号；
其它通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；
所述抵消信号所在通道的相邻通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；
所述抵消信号所在通道对应的所述驱动电极上的驱动信号。
4.一种电容式触摸屏的触摸检测系统，其特征在于，所述系统包括：
第一获取单元，用于在电容式触摸屏的触摸面板未被触发时，向触摸屏传感器的驱动电极发出第一驱动信号，并根据所述触摸屏传感器中比较器输出的能量值，动态调整输入所述比较器的反相端的抵消信号，得到所述触摸屏传感器的检测电极接收到的第一检测信号；
第二获取单元，用于在电容式触摸屏的所述触摸面板被触发时，向所述驱动电极发出第二驱动信号，并向所述比较器的反相端输出经所述第一获取单元动态调整后的所述抵消信号，得到所述检测电极接收到的第二检测信号；
第三获取单元，用于利用所述第一检测信号的能量值与所述第二检测信号的能量值的差值，得到触摸信息。
5.如权利要求4所述的电容式触摸屏的触摸检测系统，其特征在于，所述第一获取单元包括：
第一驱动模块，用于向所述驱动电极发出第一驱动信号；
第一输出模块，用于向所述比较器的反相端输出一固定电平；
第一获取模块，用于获取所述比较器输出的第一能量值；
第一控制模块，用于控制所述检测电极接通一固定电平；
第二输出模块，用于向所述比较器的反相端输出参与抵消的抵消信号；
第二获取模块，用于获取所述比较器输出的第二能量值；
第一判断模块，用于判断所述第一能量值与所述第二能量值的差值的绝对值是否小于第一阈值；
第一调整模块，用于当所述第一判断模块判断所述第一能量值与所述第二能量值的差值的绝对值不小于所述第一阈值时，调整所述抵消信号的幅值，由所述第二输出模块向所述比较器的反相端输出调整后的所述抵消信号；
第一赋值模块，用于当所述第一判断模块判断所述第一能量值与所述第二能量值的差值的绝对值小于所述第一阈值时，将所述抵消信号的幅值作为所述第一检测信号的幅值；
第二判断模块，用于判断所述第二能量值是否小于第二阈值；
第二调整模块，用于当所述第二判断模块判断所述第二能量值是否不小于所述第二阈值时，调整所述抵消信号的相角，由所述第二输出模块向所述比较器的反相端输出调整后的所述抵消信号；
第二赋值模块，用于当所述第二判断模块判断所述第二能量值小于所述第二阈值时，将所述抵消信号的相角作为所述第一检测信号的相角。
6.如权利要求5所述的电容式触摸屏的触摸检测系统，其特征在于，所述第二输出模块向所述比较器的反相端输出的、所述抵消信号的频率与所述第一驱动信号的频率相等，其初始信号为下述几种情况中的信号：
所述抵消信号所在通道上的所述比较器输出的最终检测信号；
其它通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；
所述抵消信号所在通道的相邻通道上输入相应比较器反相端的抵消信号；
所述抵消信号所在通道对应的所述驱动电极上的驱动信号。
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