CN103092448A

CN103092448A - 触摸数据处理方法

Info

Publication number: CN103092448A
Application number: CN201310023633XA
Authority: CN
Inventors: 孙洪军; 丁俊; 吴海骏; 张忠; 王奇勇
Original assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-05-08

Abstract

一种触摸数据处理方法，包括：设定基准数据和阈值数据；采集触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息；比较所述触摸数据与基准数据的差值，筛选出所述差值大于阈值数据的采样点，获取所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息；根据筛选得到的采样点的所述差值及其对应的位置信息，计算触摸坐标信息。本发明可以降低生产成本，缩短生产周期，并降低功耗。

Description

触摸数据处理方法

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种触摸数据处理方法。

背景技术

触摸屏作为一种输入媒介，是目前最为简单、方便、自然的一种人机交互方式。因此，触摸屏越来越多地应用到各种电子产品中，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、MP3、MP4等。为降低各种电子设备的成本，使各种电子设备更轻薄，通常触摸屏集成于液晶显示面板中。

根据工作原理和检测触摸信息的介质的不同，触摸屏可分为电阻式、电容式、红外线式、表面声波四种类型。电容式和电阻式触摸屏技术由于具有工艺简单、寿命长、透光率高等的原因成为目前主流的触摸屏技术。

现有技术中电容式或电阻式触摸屏的工作过程包括：

步骤S1，利用触摸屏表面均匀分布的感应电极，当物体触摸屏幕时会导致感应电极所对应的电容或电阻发生变化。

步骤S2，通过模数转换器（Analog To Digital Converter，ADC）周期性地采样感应电极的电容或电阻，生成一系列的采样数据。

步骤S3，根据得到的采样数据，计算物体触摸屏对应的触摸坐标信息。具体地，可以根据触摸引起的采样数据变化量通过插值算法计算得到对触摸坐标信息。

步骤S4，通过系统底层驱动模块将触摸坐标信息上报给操作系统，并由操作系统将所述触摸坐标信息提供给上层应用模块进行调用。

参考图1所示，现有技术一种技术方案中电子触摸器件包括：

触摸屏110，包括多个感应电极；

专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）120，包括：驱动电路101，用于为触摸屏110提供驱动信号；模数转换器102，连接所述触摸屏110，用于采集感应电极的电容或电阻，获取对应的采样数据；微控制器（Micro Control Unit，MCU）103，连接模数转换器102；闪存104，连接微控制器103，所述微控制器103和闪存104用于根据所述采样数据计算对应的触摸坐标信息；

中央处理器（Central Processing Unit，CPU）130，包括：底层驱动模块105、操作系统106和上层应用模块107，其中：底层驱动模块105连接微控制器103和操作系统106，操作系统106连接上层应用模块107，底层驱动模块105将从微控制器103获取的触摸坐标信息上报给操作系统106，并由操作系统106将触摸坐标信息提供给上层应用模块107进行调用。

该技术方案由专用集成电路120根据所有感应电极的采样数据进行坐标计算。但是该方案中需要同时具有微控制器103和较大存储空间的闪存（Flash）104，从而需要占用较大的芯片面积，不利于专用集成电路120和电子触摸器件的小型化，提高了生产成本和功耗。此外，闪存104的制造工艺复杂度较高，生产周期较长。如：制造不带闪存104的专用集成电路120芯片需要大约20层左右的掩膜板，而制造带闪存104的专用集成电路120芯片还需额外增加10层左右的掩膜板，这样工作量就增加了50%左右，在生产成本提高的同时，还会导致生产周期也增加50%左右。

参考图2所示，现有技术另一种技术方案中电子触摸器件包括：

触摸屏210，包括多个感应电极；

专用集成电路220，包括：驱动电路201，用于为触摸屏210提供驱动信号；模数转换器202，连接所述触摸屏210，用于采集感应电极的电容或电阻，获取对应的采样数据；

中央处理器230，包括：坐标计算模块204、底层驱动模块205、操作系统206和上层应用模块207，其中：坐标计算模块204连接模数转换器202和底层驱动模块205，底层驱动模块205连接操作系统206，操作系统206连接上层应用模块207，坐标计算模块204将从模数转换器202获取的采样数据通过计算得到对应的触摸坐标信息，并通过底层驱动模块205将触摸坐标信息上报给操作系统206，并由操作系统206将触摸坐标信息提供给上层应用模块207以进行调用。

该技术方案由中央处理器230根据所有感应电极的采样数据进行坐标计算。但是该方案中需要将模数转换器202获取的所有采样数据都上传给中央处理器230，因此传输的数据量很大，而数据量跟接口的通道成正比，因此对专用集成电路220与中央处理器230之间的接口要求比较高，低速接口（如I2C接口）难以达到满意的帧率，所以通常需要采用SPI等高速率的接口才能达到稳定的帧率，最终提高了产品的成本，降低了其应用范围。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种触摸数据处理方法，可以降低生产成本，缩短生产周期，并降低功耗。

为解决上述问题，本发明提供了一种触摸数据处理方法，包括：

设定基准数据和阈值数据；

采集触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息；

比较所述触摸数据与基准数据的差值，筛选出所述差值大于阈值数据的采样点，获取所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息；

根据筛选得到的采样点的所述差值及其对应的位置信息，计算触摸坐标信息。

可选地，所述阈值数据的取值范围大于0且小于或等于63。

可选地，所述触摸数据及对应的位置信息由模数转换器采集获取。

可选地，所述触摸数据为电容值。

可选地，所述触摸数据为电阻值。

可选地，所述采集触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息，比较所述触摸数据与基准数据的差值，筛选出所述差值大于阈值数据的采样点，获取所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息由一个专用集成电路实现。

可选地，所述触摸坐标信息的计算由中央处理器实现。

可选地，所述专用集成电路和所述中央处理器之间通过I2C接口或SPI接口进行连接。

可选地，所述触摸数据及对应的位置信息周期性地进行采集。

可选地，所述触摸数据处理方法还包括：将所述触摸坐标信息上报给操作系统，并由操作系统提供给上层应用进行调用。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：本发明在获取触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息之后，先比较各采样点的触摸数据与预设的基准数据的差值，再从中筛选出触摸数据与基准数据的差值大于阈值数据的采样点，最后仅根据筛选出的少部分采样点的触摸数据与基准数据的差值和采样点的位置信息计算触摸坐标位置，从而减小了坐标的计算量，简化了器件的结构，且可以实现与低速率接口的兼容，降低了生产成本。减小了器件的面积，缩短了生产周期，并减低了功耗。

附图说明

图1是现有技术中一种电子触摸器件的结构示意图；

图2是现有技术中另一种电子触摸器件的结构示意图；

图3是本发明实施方式中触摸数据处理方法的流程示意图；

图4是本发明一实施例中电子触摸装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有技术中都是根据所有采样点的触摸数据进行对应的触摸坐标计算，一方面会导致计算量比较大，且在计算过程中需要具有比较大存储空间的存储器，从而导致成本高、生产周期长、工艺复杂、面积大等缺陷；另一方面会导致数据的传输量比较大，无法与低速率接口进行兼容，只能采用高速率的接口，从而也会进一步导致成本高等缺陷。

针对上述缺陷，本发明提供了一种触摸数据处理方法，其在进行坐标计算之前，先对待计算的数据进行了筛选预处理，从而既减小了坐标数据的计算量，又减少了数据的传输量，最终可以实现与低速接口的兼容，不需要设置较大存储空间的存储器，简化了器件的结构设计，降低了工艺的复杂度，缩短了生产周期，减小了器件的体积，降低了生产成本。具体地，在获取触摸屏上各采样点的触摸数据之后，先计算触摸数据与基准数据的差值，然后仅将所述差值大于阈值数据的采样点的触摸数据与基准数据的差值和对应的位置信息上报给中央处理器，从而由中央处理器进行触摸坐标计算。

下面结合附图进行详细说明。

参考图3所示，本实施例提供了一种触摸数据处理方法，包括：

步骤S11，设定基准数据和阈值数据；

步骤S12，采集触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息；

步骤S13，比较所述触摸数据与基准数据的差值，筛选出所述差值大于阈值数据的采样点，获取所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息；

步骤S14，根据筛选得到的采样点的所述差值及其对应的位置信息，计算触摸坐标信息。

本实施方式中增加了将触摸数据和基准数据的差值与阈值数据进行比较的步骤，从而使需要进行坐标计算的数据大大减小，最终同时减小了数据的计算量和传输量，降低了生产成本。

需要说明的是，本实施方式提供的处理方法主要用于处理包括触摸屏的电子触摸装置的触摸数据，所述电子触摸装置可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、MP3、MP4、自动柜员机（ATM）等任一电子器件。所述触摸屏可以是电阻式触摸屏，也可以是电容式触摸屏。所述触摸屏可以包括多个呈阵列排布的采样点，其对于本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。

具体地，当触摸屏为电阻式触摸屏时，所述触摸数据为电阻值；当触摸屏为电容式触摸屏时，所述触摸数据为电容值。

首先执行步骤S11，设定并存储基准数据和阈值数据。

所述基准数据是根据非触摸状态下记录的采样数据设置的。当所述触摸数据为电容值时，所述基准数据是基准电容值；当所述触摸数据为电阻值时，所述基准数据为基准电阻值。

所述阈值数据是根据实际应用环境、触摸灵敏度设定的，其容量很小，可以仅为几个字节。本实施例中阈值数据是对应触摸数据的量化数据，当触摸数据为电容值时，所述阈值数据也为电容值；当触摸数据为电阻值时，所述阈值数据也为电阻值。本实施例中|触摸数据-基准数据|-阈值数据的差值小于或等于0对应的采样点是未发生触摸的采样点，因此阈值数据的取值可以根据基准数据的取值而确定。具体地，所述阈值数据的取值范围可以大于0且小于或等于63，如：1、20、45或63，其不限制本发明的保护范围。

接着执行步骤S12，对触摸屏上的每个采样点进行采集处理。

本实施例中可以采用模数转换器周期性地采集获取触摸屏上每个采样点的触摸数据和对应的位置信息。所述采集的频率范围可以包括：50Hz~120Hz。

所述触摸数据能够反映出物体触摸所述触摸屏时，各采样点对应的电阻值或电容值的变化情况，其中，距离物体触摸位置越近的采样点的触摸数据变化量越大，距离物体触摸位置越远的采样点的触摸数据变化量越小，物体触摸位置的采样点的触摸数据变化量最大。

此外，本实施例方法既支持单点触摸技术，也支持多点触摸技术。

所述位置信息可以包括所述采样点在触摸屏上的行信息和列信息。

本实施例中每个位置信息在同一时刻只能对应一个触摸数据，但不同位置的触摸数据可以相同，也可以不同。

接着执行步骤S13，通过比较获取每个采样点的触摸数据与基准数据之间的差值。

具体地，提取采集获取的每个采样点的触摸数据，并提取预先设定的基准数据，将所述触摸数据与所述基准数据进行减法运算，从而获取所述触摸数据与基准数据之间差值的绝对值。

由于距离物体触摸位置越近的采样点的触摸数据的变化量越大，距离物体触摸位置越远的采样点的触摸数据的变化量越小，而基准数据基本是固定的，因此，距离物体触摸位置越近的采样点触摸数据与基准数据之间的差值越大，距离物体触摸位置越远的采样点触摸数据与基准数据之间的差值越小。

接着，筛选触摸数据与基准数据的差值大于阈值数据的采样点。

具体地，提取比较获取的每个采样点的触摸数据和基准数据的差值，并提取预先设定的阈值数据，将所述差值与所述阈值数据进行减法运算，从而获取所述|触摸数据-基准数据|-阈值数据的差值。

本实施例中触摸数据-基准数据差值的绝对值大于或等于0，阈值数据大于0，因此|触摸数据-基准数据|-阈值数据的差值可能大于0，也可能等于0，还可能小于0。

接着，获取|触摸数据-基准数据|-阈值数据的差值大于0的所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息。

然后执行步骤S14，根据筛选得到的采样点的所述差值及其对应的位置信息，计算触摸坐标信息。

本实施例中计算触摸坐标信息的具体过程与现有技术相同，其对于本领域的技术人员是熟知的，在此不再赘述。

进一步地，在获取触摸坐标信息之后，还可以将所述触摸坐标信息上报给操作系统，并由操作系统提供给上层应用以进行调用。

所述操作系统可以是Android、BSD、iOS、Linux、Mac OS X、Windows、Windows Phone或z/OS中的任一操作系统。

所述上层应用可以是电子触摸装置中任一上层应用模块，如：播放器、浏览器、文件管理器等。

作为一个优选实施例，上述方法可以采用图4所示的电子触摸装置实现，所示电子触摸装置具体包括：

触摸屏310；

专用集成电路320，包括：驱动电路301，连接所述触摸屏310，用于为所述触摸屏310提供驱动信号；模数转换器302，连接所述触摸屏310，用于周期性采集所述触摸屏310上各采样点的触摸数据和对应的位置信息；专用处理电路303，连接所述模数转换器302，用于采集触摸屏310上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息，比较所述触摸数据与基准数据的差值，筛选出所述差值大于阈值数据的采样点，获取所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息；

中央处理器330，包括：坐标计算模块305，连接所述专用处理电路303，用于根据筛选得到的采样点的所述差值及其对应的位置信息，计算触摸坐标信息；底层驱动模块306，连接所述坐标计算模块305；操作系统307，连接所述底层驱动模块306；上层应用模块308，连接所述操作系统307，底层驱动模块306将触摸坐标信息上报给操作系统307，并由操作系统307将所述触摸坐标信息提供给上层应用模块308进行调用。

由于此时专用处理电路303仅需要存储占据很小存储空间的基准数据和阈值数据，且专用处理电路303仅需要进行简单的减法运算，因此此时专用处理电路303无需较大的存储空间，最终可以简化电路规模，降低了生产成本。减小了器件的面积，缩短了生产周期，并减低了功耗。

本实施例中将数据采集和坐标计算前的预处理工作集成在一个专用集成电路320中实现，而计算坐标信息的大量计算工作则交由中央处理器330完成，从而充分利用了中央处理器330较强的运算能力，缩短了计算时间，提高了效率，并且灵活性也大幅增强。此外，简化了专用集成电路320和电子触摸装置330的电路设计，降低了系统成本。

进一步地，由于此时专用集成电路320仅需要向中央处理器330中传输很少一部分采样点的所述差值和对应的位置信息，极大的降低了数据传输带宽，因此所述专用集成电路320和所述中央处理器330之间既可以通过低速率的接口进行连接，如：I2C接口，从而可以降低生产成本，实现与低速率接口的兼容性；也可以通过高速率的接口进行连接，如：SPI接口，从而扩大应用范围。

具体地，对于一个20行*12列的电容式触摸屏，如果采用现有技术传输所有采样点的触摸数据，那么每帧的数据传输量为20*12*2=480字节，如果帧刷新率为80Hz，则所需的最小数据带宽为480*8*80=307.2Kbps，如果再加上一些额外的开销，所需数据带宽一般都会超过400Kbps，从而I2C接口无法支持。但采用本实施例中专用集成电路320向中央处理器330传输数据的带宽需求会小很多，具体不会超过60Kbps，从而可以实现与I2C接口的兼容。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种触摸数据处理方法，其特征在于，包括：

设定基准数据和阈值数据；

采集触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息；

2.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述阈值数据的取值范围大于0且小于或等于63。

3.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述触摸数据及对应的位置信息由模数转换器采集获取。

4.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述触摸数据为电容值。

5.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述触摸数据为电阻值。

6.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述采集触摸屏上每个采样点的触摸数据及对应的位置信息，比较所述触摸数据与基准数据的差值，筛选出所述差值大于阈值数据的采样点，获取所述采样点的触摸数据和基准数据的差值及对应的位置信息由一个专用集成电路实现。

7.如权利要求6所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述触摸坐标信息的计算由中央处理器实现。

8.如权利要求7所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述专用集成电路和所述中央处理器之间通过I2C接口或SPI接口进行连接。

9.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，所述触摸数据及对应的位置信息周期性地进行采集。

10.如权利要求1所述的触摸数据处理方法，其特征在于，还包括：将所述触摸坐标信息上报给操作系统，并由操作系统提供给上层应用进行调用。