CN106468974B - 触摸屏校准方法及触摸扫描定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸屏校准方法，适用于TDR扫描式触摸屏,该TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；所述方法包括步骤：S1、在没有触摸物的情况下，通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；S2、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述形导线的反射信号的负载阻抗；S3、将计算得到的每一导线的负载阻抗作为对应所述导线校准后的特征阻抗以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗。

Description

触摸屏校准方法及触摸扫描定位方法

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及一种基于时域反射测量(TDR)的触摸屏校准方法及触摸扫描定位方法。

背景技术

现有的触摸屏主要有电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外触摸屏。

电阻式触摸屏主要应用于低端产品，通常只有单点触摸功能。电容式触摸屏广泛应用于各种电子产品，但应用在超大尺寸产品上时存在制造工艺复杂，成本较高等问题，所以大尺寸产品通常使用红外触摸屏。红外触摸屏需要在屏周围排布红外发射管和红外接收管，导致体积和厚度较大，堆积灰尘后还会引起触摸感应异常。

本发明人在研发本专利的过程中发现，无论是电阻式触摸屏、电容式触摸屏还是红外触摸屏，触摸屏本身并不带有校准功能，随着触摸屏的日益使用，触控点的定位的误差会越来越大，从而降低触摸屏的定位精确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触摸屏校准方法及触摸扫描定位方法，能够基于TDR触摸屏本身的结构进行校准，从而提高触控定位精度。

为了实现上述目的，本发明一方面提供触摸屏校准方法，适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；所述方法包括步骤：

S1、在没有触摸物的情况下，通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S2、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L′；

S3、将计算得到的每一导线的Z_L′作为对应所述导线校准后的特征阻抗以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗；

S4、当计算得到的任一所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值大于设定值时，对所述导线重新发射阶跃信号以获取反射信号，直至计算得到所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值小于或等于设定值。

与现有技术相比，本发明实施例提供的触摸屏校准方法，能够基于TDR扫描式触摸屏本身分布的多条平行且相互独立导线的结构，在没有触摸物的情况下利用信号发射器、反射信号检测器以及扫描驱动电路来获取每一条导线的反射信号，通过计算得到每条导线的反射信号的负载阻抗作为该导线校准后的特征阻抗，以用来计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗。因此，本发明实施例提供的触摸屏校准方法通过在启动触摸屏(通电)时或定时对触摸屏进行扫描，以获取在没有触摸物的情况下的导线的特征阻抗作为参考值，能够有效避免因为制作工艺中的问题或者是由于使用一段时间对触摸屏的导线结构产生影响而造成的误差，从而提高触摸屏的定位精确度。

正常情况下，触摸屏上的每个导线的特征阻抗应该差不多，而当利用上述触摸屏校准方法计算得到的任一所述导线的校准后的特征阻抗与其他导线的校准后的特征阻抗差距比较大时，则说明对该导线的扫描以获取反射信号的过程可能存在误操作，为了避免误差，需要对该导线重新发射阶跃信号以获取反射信号，直至计算得到该导线的特征阻抗与其他导线的校准后的特征阻抗差距符合要求为止。

作为上述方案的改进，所述步骤S2通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗：

其中，Z_L′为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z₀为预设的所述导线的特征阻抗，为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：

其中，V_i为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，V_r为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值。

作为上述方案的改进，还包括步骤：

S5、当计算得到的任一所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值大于设定值时，且对所述导线重新发射阶跃信号以获取反射信号的次数等于预设的数次时，则判定所述TDR扫描式触摸屏不可使用。

在执行上述步骤S4的基础上，若对该导线重新发射阶跃信号以获取反射信号的次数已经达到预设的次数上限，计算得到该导线的特征阻抗与其他导线的校准后的特征阻抗差距仍不符合要求时，则说明该触摸屏上的每一条导线结构存在比较大的差别，该触摸屏不能继续用来进行定位用户的触控操作。

本发明另一方面提供一种触摸扫描定位方法，适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；所述方法包括步骤：

S11、通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S12、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L；

S13、当所述负载阻抗Z_L与所述特征阻抗Z_L′的差值Z_差大于预设值时，根据所述信号发射器开始向所述导线开始发射阶跃信号，到所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L与所述特征阻抗Z_L′的差值Z_差大于预设值时的时间延迟，计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，从而得到触摸物在触摸屏的坐标位置(X,Y)；其中，X为触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，Y为预置的所述导线在触摸屏的第一方向上的位置；所述特征阻抗Z_L′为通过如权利要求1或2所述的触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗。

与现有技术相比，本发明提供的触摸扫描定位方法，将上述的触摸屏校准方法得到的负载阻抗作为每一导线的校准后的特征阻抗，以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗，得到触摸物在触摸屏的坐标位置，从而有效提高定位精度。另外，本发明提供的触摸扫描定位方法，通过计算导线上引起反射信号的阻抗变化点的负载阻抗与特征阻抗的差值大于预设值时的位置确定为触控点，从而实现触控功能，避免了非正常触控的干扰，如灰尘堆积引起的触控异常，使触控更精准。

作为上述方案的改进，所述步骤S12通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗：

其中，Z_L为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z_L′为通过如权利要求1或2所述的触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗，ρ为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：

其中，V_i为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，V_r为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值。

作为上述方案的改进，通过以下距离计算公式计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置：

其中，X为所述触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，T为所述时间延迟，e_r为介电常数，C为光传输的速度。

作为上述方案的改进，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

作为上述方案的改进，所述第一方向为Y轴方向，所述第二方向为X轴方向；或，所述第一方向为X轴方向，所述第二方向为Y轴方向。

作为上述方案的改进，所述通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端包括：

通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器沿触摸屏的第一方向逐行发射阶跃信号到每一所述导线的输入端。

作为优选的方案，本发明提供的触摸扫描方式通过沿触摸屏的第一方向从左到右或者从右到左依次扫描每一导线，从而得到完整的扫描数据。单位时间内扫描频率高，对快速的触摸响应高，触控灵敏度高。

作为上述方案的改进，所述通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端包括：

先通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器沿触摸屏的第一方向逐行发射阶跃信号到位于奇数行的每一所述导线的输入端；再通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器沿触摸屏的第一方向逐行发射阶跃信号到位于偶数行的每一所述导线的输入端。

作为另一优选的方案，本发明提供的触摸扫描方式通过沿触摸屏的第一方向从左到右或者从右到左分别依次扫描奇数行的导线后再扫描偶数行的导线(反之亦可)，从而得到完整的扫描数据。对整个系统的信号处理速度要求降低一半，能节省成本。

附图说明

图1a是本发明提供的一种触摸屏校准方法的优选实施例的流程示意图。

图1b是本发明提供的一种触摸屏校准方法的另一优选实施例的流程示意图。

图1c是本发明提供的一种触摸屏校准方法的另一优选实施例的流程示意图。

图1d是本发明提供的一种触摸屏校准方法的另一优选实施例的流程示意图。

图2是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的触摸屏结构示意图。

图3是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的触摸屏的横截面结构示意图。

图4是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的电路连接框图。

图5是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的导线阻抗等效模型图。

图6是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例中触摸物与触摸屏接触的示意图。

图7是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的设于触摸屏的导线无触摸点的阻抗——时序曲线图。

图8是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例设于触摸屏的导线有触摸点8A时的阻抗——时序曲线图。

图9是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的设于触摸屏的导线有触摸点8B时的阻抗——时序曲线图。

图10是用于执行本发明的触摸屏校准方法的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例设于触摸屏的导线的输入端的注入信号波形曲线图。

图11是本发明提供的一种触摸扫描定位方法的一个优选实施例的流程图。

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。

参考图1a，本发明提供一种触摸屏校准方法，该方法适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；本实施例的所述触摸屏校准方法包括步骤：

S1、在没有触摸物的情况下，通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S2、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L′；

S3、将计算得到的每一导线的Z_L′作为对应所述导线校准后的特征阻抗以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗。

参考图1b，本发明提供一种触摸屏校准方法，该方法适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；本实施例的所述触摸屏校准方法包括步骤：

S1、在没有触摸物的情况下，通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S2’、通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗：

其中，Z_L′为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z₀为预设的所述导线的特征阻抗，ρ为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：

其中，V_i为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，V_r为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值；

S3、将计算得到的每一导线的Z_L′作为对应所述导线校准后的特征阻抗以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗。

在另一优选实施例中，如图1c所示，在图1b的基础上，还包括步骤：

S4、当计算得到的任一所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值大于设定值时，对所述导线重新发射阶跃信号以获取反射信号，直至计算得到所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值小于或等于设定值。

在该实施例中，触摸屏上的每个导线的特征阻抗在正常情况下应该差不多，而当利用本实施例的触摸屏校准方法计算得到的任一所述导线的校准后的特征阻抗与其他导线的校准后的特征阻抗差距比较大时，则说明对该导线的扫描以获取反射信号的过程可能存在误操作，为了避免误差，需要对该导线重新发射阶跃信号以获取反射信号，直至计算得到该导线的特征阻抗与其他导线的校准后的特征阻抗差距符合要求为止。

在另一优选实施例中，如图1d所示，在图1c的基础上，还包括步骤：

S5、当计算得到的任一所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值大于设定值时，且对所述导线重新发射阶跃信号以获取反射信号的次数等于预设的数次时，则判定所述TDR扫描式触摸屏不可使用。

在执行图1c所示实施步骤的基础上，若对该导线重新发射阶跃信号以获取反射信号的次数已经达到预设的次数上限，计算得到该导线的特征阻抗与其他导线的校准后的特征阻抗差距仍不符合要求时，则说明该触摸屏上的每一条导线结构存在比较大的差别，该触摸屏不能继续用来进行定位用户的触控操作，从而可以提醒用户更换触摸屏。

下面，将详细描述上述几个实施例的触摸屏校准方法的工作原理及实现过程。在描述前，首先介绍一下本发明实施例的触摸屏校准方法所适用的TDR扫描式触摸屏。

参见图2，图2是本发明提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的触摸屏结构示意图。该TDR扫描式触摸屏包括触摸区1以及分布在触摸区1的若干条平行且相互独立的导线2。每一所述导线2均为透明的导线2，且每一所述导线2与相邻导线之间的距离相等。

可以理解的，相邻两根平行导线2之间的距离根据实际需求设定，相邻两根平行导线2之间的间距越小，计算量越大，计算精度越高，触控越精准。在触摸区1上所构建的坐标系中，设置每一根导线2分别对应触摸区1的第一方向(例如，Y坐标方向)的一个坐标位置，且每一所述导线2沿触摸区1的第二方向(例如，X坐标方向)上平行延伸，这样，通过计算每根导线上发生阻抗变化的位置的X坐标，即可得到对应的触控位置。

具体的，参见图3，图3是该优选实施例中触摸屏的横截面结构示意图，本本实施例的TDR扫描式触摸屏包括衬底10、设于衬底10上的若干条平行且相互独立的导线2以及覆盖在所述导线2上方的绝缘层3。其中，若干条平行且相互独立的导线2分布在整个触摸区1上。其中，衬底10可为玻璃基板；导线2的材质采用透明且导电材料，例如掺锡氧化铟(IndiumTinOxide)，简称为ITO；绝缘层3采用二氧化硅膜或者PET膜。通过在透明薄膜片(衬底)上镀上若干条平行且相互独立的导线2后在导线2表面覆盖二氧化硅膜或者PET膜构成本实施例的TDR扫描式触摸屏，再将得到的TDR扫描式触摸屏置于显示屏(例如，LCD、LED或OLED等)，以适应不同的显示屏，从而用于各种触控操作。

可以理解的，本实施例的TDR扫描式触摸屏也可以不包括衬底10，而是在显示屏上直接以镀膜的方式镀上若干条平行且相互独立的导线2及在导线2表面覆盖绝缘层3后形成，这样可以进一步降低触摸屏的厚度，满足超薄型触摸屏的需求。

参见图4，图4是本实施例中触摸屏的电路连接框图。在本实施例中，所述TDR扫描式触摸屏还包括信号发射器4、反射信号检测器5和扫描驱动电路6。结合图2，其中，每一导线2的输入端21分别连接信号发射器4和反射信号检测器5，信号发射器4负责发射阶跃信号101到导线2的输入端21，反射信号检测器5负责接收导线2的输入端21的反射信号102。

扫描驱动电路6连接信号发射器4，扫描驱动电路6驱动信号发射器4依次切换导线2发射阶跃信号101。

每一导线2的输出端22接负载7的一端，负载7的另一端接地。除此之外，在具体实施时，基于本发明提供的TDR扫描式触摸屏结构原理，每一导线2的输出端也可以不加负载7，作悬空处理，上述改进也在本发明的保护范围之内。根据TDR原理，在本实施例的TDR扫描式触摸屏中，当每一导线2的输出端22在以其特性阻抗端接(接负载7)时不具有信号发射，而在输出端22未端接(悬空)时具有振幅大致等于所产生脉冲的正信号发射。本实施例的每一导线2的输出端22所连接的负载7具有大致等于每一导线2的特性阻抗的电阻。

可以理解的，在本实施例，每一导线2的输入端21可分别单独连接(独有)一个信号发射器4和一个反射信号检测器5，而每个信号发射器4均连接扫描驱动电路6，由扫描驱动电路6来依次驱动控制每个信号发射器4向对应连接的导线2发射阶跃信号101，而每个反射信号检测器5接收对应连接的导线的反射信号102。

另外，为了减少设备成本，本实施例的每一导线2的输入端21也可共同连接(共有)一个信号发射器4和一个反射信号检测器5，由扫描驱动电路6来驱动控制这个信号发射器4依次切换对导线2发射阶跃信号101，而反射信号检测器5依次接收对应的导线的反射信号102。

参见图5，图5是每一导线2的阻抗等效模型图，实际的每根导线2可以表示为各段等效网络的级联输线，可以等效为由分布电阻R、分布电感L、分布电导G和分布电容C等集总元件构成的T型网络的组合。对于无损耗的导线2，分布电阻R和分布电导G的值均为零。

这里以一个T型网络为例进行说明：特征阻抗Z与分布电阻R、分布电感L、分布电导G和分布电容C的关系表示为以下两个公式：

公式1：

公式2：

其中U为加在导线两端的电压，I为通过导线的电流，由上述两个公式可以推导出特征阻抗

对于无损耗的导线：特征阻抗

参见图6，图6是触摸物与触摸屏接触的示意图。当触摸物触摸时，触摸物与绝缘层3的表面接触，触摸物作为一个导体，导体和绝缘层3间形成一个电容，使导线2的分布电容C产生变化，这时导线2在该触摸点8处产生阻抗变化。阻抗变化会引起部分信号反射回导线的输入端，这里的部分信号称为反射信号102。

这里以输出端22空载的导线2的阻抗为例进行说明：如图7、图8和图9所示，图7、图8和图9分别是任一导线2无触摸点、有触摸点8A和有触摸点8B三种情况下的阻抗——时序曲线图。其中，在图7中，曲线111是输入端21的阻抗曲线，曲线112是导线2的阻抗曲线，曲线113是输出端22悬空的阻抗曲线。针对同一根导线2的不同位置的接触点8A和接触点8B，图8中的曲线114是由触摸点8A的引起阻抗变化曲线，图9中的曲线115是由触摸点8B的引起阻抗变化曲线。同一导线2上的触摸位置不同，在阻抗特性曲线上的引起阻抗变化的时间点不同。

具体实施时，多条平行导线2的输入端21依次由信号发射器4完成阶跃信号101的输入和由反射信号检测器5完成反射信号102的接收，导线2的切换由扫描驱动电路6完成。

下面，结合图2和图10，详细描述如何利用本实施例的TDR扫描式触摸屏实现触摸屏校准方法的实现原理及工作过程。参见图2，本实施例中采用的TDR扫描式触摸屏的第一方向与第二方向相互垂直；其中，设定第一方向为Y轴方向，设定第二方向为X轴方向。

首先，预置每一导线2在所述Y轴方向的位置，每一导线2沿从左向右的顺序依次预置位置为Y、Y+1、Y+2……Y+n，且每一导线2沿X轴方向平行延伸。

在没有触摸物的情况下，按照预设周期通过扫描驱动电路6驱动信号发射器4沿Y轴方向逐行依次发射阶跃信号101到每一导线2的输入端21。同时通过反射信号检测器5依次对应接收每一导线2的输入端21的反射信号102。

参见图10，图10是导线2的输入端21的注入信号波形曲线图，注入信号包括发射信号101和反射信号102，该曲线表示电压幅度——时序的关系。由图10可知，反射信号的电压幅值与导线2的负载阻抗有关。

具体的，反射信号检测器5具体通过以下步骤确定所接收的反射信号102是否为触摸物的正常触摸引起阻抗变化所产生的反射信号102：

首先，通过以下公式(b)计算反射信号检测器5接收到导线2的反射信号102的反射系数ρ：

其中，V_i为信号发射器4向导线2发射的阶跃信号101的幅值，V_r为反射信号检测器5接收到导线2的反射信号102幅值。

接着，通过以下公式(a)计算该反射信号102的负载阻抗Z_L′：

其中，Z₀为所述导线2出厂时候预先设定的特征阻抗。一般情况下，根据触摸屏的导线结构，每个触摸屏的所有导线2出厂时候预先设定的特征阻抗Z₀相同。

最后，将计算得到的每一导线的Z_L′作为对应所述导线校准后的特征阻抗以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗。

可见，实施例提供的触摸屏校准方法，能够基于TDR扫描式触摸屏本身分布的多条平行且相互独立导线的结构，在没有触摸物的情况下利用信号发射器、反射信号检测器以及扫描驱动电路来获取每一条导线的反射信号，通过计算得到每条导线的反射信号的负载阻抗作为该导线校准后的特征阻抗，以用来计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗。因此，本发明实施例提供的触摸屏校准方法通过在启动触摸屏(通电)时或定时对触摸屏进行扫描，以获取在没有触摸物的情况下的导线的特征阻抗作为参考值，能够有效避免因为制作工艺中的问题或者是由于使用一段时间对触摸屏的导线结构产生影响而造成的误差，从而提高触摸屏的定位精确度。

参考图11，本发明实施例提供了一种触摸扫描定位方法，适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；所述方法包括步骤：

S111、通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S112、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L；

在该步骤中，具体通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗：

其中，Z_L为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z_L′为通过如权利要求1或2所述的触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗，ρ为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：

其中，V_i为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，V_r为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值；

S113、当所述负载阻抗Z_L与所述特征阻抗Z_L′的差值Z_差大于预设值时，根据所述信号发射器开始向所述导线开始发射阶跃信号，到所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L与所述特征阻抗Z_L′的差值Z_差大于预设值时的时间延迟，计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，从而得到触摸物在触摸屏的坐标位置(X,Y)；其中，X为触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，Y为预置的所述导线在触摸屏的第一方向上的位置。

具体的，在步骤S3中，通过以下距离计算公式计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置：

其中，X为所述触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，T为所述时间延迟，e_r为介电常数，C为光传输的速度。

在本实施例中，所述第一方向为Y轴方向，所述第二方向为X轴方向；或，所述第一方向为X轴方向，所述第二方向为Y轴方向。

下面，结合上述图2，详细描述如何利用上述的TDR扫描式触摸屏实现本实施例的触摸扫描定位方法的实现原理及工作过程。参见图2，本实施例中采用的TDR扫描式触摸屏的第一方向与第二方向相互垂直；其中，设定第一方向为Y轴方向，设定第二方向为X轴方向。

首先，预置每一导线2在所述Y轴方向的位置，每一导线2沿从左向右的顺序依次预置位置为Y、Y+1、Y+2……Y+n，且每一导线2沿X轴方向平行延伸。

在存在触摸物的情况下，按照预设周期通过扫描驱动电路6驱动信号发射器4沿Y轴方向逐行依次发射阶跃信号101到每一导线2的输入端21。同时通过反射信号检测器5依次对应接收每一导线2的输入端21的反射信号102。

具体的，反射信号检测器5具体通过以下步骤确定所接收的反射信号102是否为触摸物的正常触摸引起阻抗变化所产生的反射信号102：

首先，通过以下公式(b1)计算反射信号检测器5接收到导线2的反射信号102的反射系数ρ：

其中，V_i为信号发射器4向导线2发射的阶跃信号101的幅值，V_r为反射信号检测器5接收到导线2的反射信号102幅值。

接着，通过以下公式(a1)计算该反射信号102的负载阻抗Z_L：

其中，Z_L为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z_L′为通过如上所述的触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗。

然后，将计算所得的负载阻抗Z_L和校准后的特征阻抗Z_L′进行比较，当负载阻抗Z_L与校准后的特征阻抗Z_L′的差值大于预设值时，确定该反射信号102与预置的参考信号的差值大于预设的阈值。这一步骤为确定该反射信号102为触摸物的正常触摸引起阻抗变化所产生的反射信号102，当确定接收该导线2的反射信号102为触摸物的正常触摸引起阻抗变化所产生的反射信号102时，则需要根据该反射信号102进行下一步的触摸点8的位置定位。具体包括：

获取信号发射器4从向产生该反射信号102的所在导线2的输入端21发射阶跃信号101到接收到该发射信号102的时间延迟T，并根据以下距离计算公式(c)计算得到触摸点8在该导线2的X轴方向上的位置：

其中，D为触摸点在X轴方向上的位置，e_r为介电常数，C为光传输的速度。

将所得的位置D转换为X坐标，并结合该反射信号102所在的导线2的Y轴方向上的Y坐标，确定触摸点8的位置坐标点(X,Y)。系统可以根据触摸点8的位置做出相应的触控反应。

具体实施时，在扫描驱动电路6的驱动控制下，信号发射器4逐行发射阶跃信号101到每一导线2的输入端21，同时由反射信号检测器5检测对应导线2的输入端21的反射信号102。

当触摸物在触摸屏上进行触摸时，触摸点8该点的导线2阻抗变化；反射信号检测器5接收到来自该触摸点8引起的反射信号102；通过计算该反射信号102的负载阻抗Z_L，当负载阻抗Z_L与经过上述触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗Z_L′的差值超过预设值时，进行触摸点8的位置计算；通过该反射信号102所在的导线2输入阶跃信号101到检测到该反射信号102的时间延迟T计算X坐标，结合所在导线2的位置确定Y坐标，由坐标点(X,Y)得出触摸点8位置，从而实现整个触摸屏的触控功能，

在本实施例中，触摸屏采用的扫描方式为：通过扫描驱动电路6驱动信号发射器4沿Y轴方向逐行发射阶跃信号102到每一导线2的输入端21。

除此之外，在不脱离本发明原理的前提下，在具体实施过程中，本发明所提供的触摸屏中扫描驱动电路6驱动信号发射器4依次发射阶跃信号101到每一导线2的输入端21还可以通过下述扫描方式实现：

先通过扫描驱动电路6驱动信号发射器4沿触摸屏的Y轴方向逐行发射阶跃信号101到位于奇数行的每一导线2的输入端21；再通过扫描驱动电路6驱动信号发射器4沿触摸屏的Y轴方向逐行发射阶跃信号101到位于偶数行的每一导线2的输入端21。

综上，本发明实施例提供的触摸扫描定位方法，将经过上述的触摸屏校准方法得到的负载阻抗作为每一导线的校准后的特征阻抗，以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗，得到触摸物在触摸屏的坐标位置，从而有效提高定位精度。另外，本发明提供的触摸扫描定位方法，通过计算导线上引起反射信号的阻抗变化点的负载阻抗与特征阻抗的差值大于预设值时的位置确定为触控点，从而实现触控功能，避免了非正常触控的干扰，如灰尘堆积引起的触控异常，使触控更精准。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种触摸屏校准方法，其特征在于，适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；所述方法包括步骤：

S1、在没有触摸物的情况下，通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S2、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L′；

S3、将计算得到的每一导线的Z_L′作为对应所述导线校准后的特征阻抗以计算存在触摸物的情况下的所述导线的负载阻抗；

S4、当计算得到的任一所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值大于设定值时，对所述导线重新发射阶跃信号以获取反射信号，直至计算得到所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值小于或等于设定值。

2.根据权利要求1所述的触摸屏校准方法，其特征在于，所述步骤S2通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗：

其中，Z_L′为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z₀为预设的所述导线的特征阻抗，ρ为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：

其中，V_i为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，V_r为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值。

3.根据权利要求1所述的触摸屏校准方法，其特征在于，还包括步骤：

S5、当计算得到的任一所述导线的Z_L′与全部导线的Z_L′的均值的差值大于设定值时，且对所述导线重新发射阶跃信号以获取反射信号的次数等于预设的数次时，则判定所述TDR扫描式触摸屏不可使用。

4.一种触摸扫描定位方法，其特征在于，适用于TDR扫描式触摸屏，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及设于所述触摸区的若干平行且独立的导线，每一所述导线的输入端分别连接信号发射器和反射信号检测器，所述信号发射器连接扫描驱动电路；所述方法包括步骤：

S11、通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；

S12、计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L；

S13、当所述负载阻抗Z_L与特征阻抗Z_L′的差值Z_差大于预设值时，根据所述信号发射器开始向所述导线开始发射阶跃信号，到所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的负载阻抗Z_L与所述特征阻抗Z_L′的差值Z_差大于预设值时的时间延迟，计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，从而得到触摸物在触摸屏的坐标位置(X，Y)；其中，X为触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，Y为预置的所述导线在触摸屏的第一方向上的位置；所述特征阻抗Z_L′为通过如权利要求1或2所述的触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗。

5.根据权利要求4所述的触摸扫描定位方法，其特征在于，所述步骤S12通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到每一所述导线的反射信号的负载阻抗：

其中，Z_L为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z_L′为通过如权利要求1或2所述的触摸屏校准方法得到的所述导线校准后的特征阻抗，ρ为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：

其中，V_i为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，V_r为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值。

6.根据权利要求4所述的触摸扫描定位方法，其特征在于，通过以下距离计算公式计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置：

其中，X为所述触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，T为所述时间延迟，e_r为介电常数，C为光传输的速度。

7.根据权利要求4所述的触摸扫描定位方法，其特征在于，所述第一方向为Y轴方向，所述第二方向为X轴方向；或，所述第一方向为X轴方向，所述第二方向为Y轴方向。

8.根据权利要求4所述的触摸扫描定位方法，其特征在于，所述通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端包括：

通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器沿触摸屏的第一方向逐行发射阶跃信号到每一所述导线的输入端。

9.根据权利要求4所述的触摸扫描定位方法，其特征在于，所述通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器依次发射阶跃信号到每一所述导线的输入端包括：

先通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器沿触摸屏的第一方向逐行发射阶跃信号到位于奇数行的每一所述导线的输入端；再通过所述扫描驱动电路驱动所述信号发射器沿触摸屏的第一方向逐行发射阶跃信号到位于偶数行的每一所述导线的输入端。

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