CN107908317A - 应用于电容触摸屏的触控设备及触控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的应用于电容触摸屏的触控设备及触控方法，通过预先存储的各个第一坐标轴上每个像素点的激励信号数据，在需要进行模拟触摸操作时，从激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，生成模拟触摸信号并输出至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以完成模拟触摸操作；本发明解决现有技术的问题，设计易行，结构简单，同时，仅需要信号输出部件而无需信号采集部件来采集信号发送电极上的激励信号，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及触控技术领域，特别是涉及应用于电容触摸屏的触控设备及触控方法。
背景技术
当前，智能手机或平板电脑等智能移动终端已非常普及，该些智能设备一般均会使用触摸屏，例如电容触摸屏或电阻触摸屏等，可以实现所见即所得的操作，较为直观。
但是，触摸屏直接操作会有一定局限性，例如触摸屏的测试，若需要人工执行，则既效率低下又浪费人力；或者，随着智能手机或平板电脑的游戏类型的不断丰富，游戏的操作要求越来越高，触摸屏对人手指的反馈毕竟不如物理按键，因此，目前已有用于智能移动终端设备的游戏手柄，智能移动终端和游戏手柄间通过无线连接(例如蓝牙连接等)或者有线连接(例如Mini USB接口连接等)传输信号，无线连接往往存在延迟，有线连接则需要线缆，而且对应的游戏手柄都需要配备响应的通信模块才能进行通信，增加了设计的局限性。
因此，亟需一种实现非直接接触式的触摸屏控制的设备。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供应用于电容触摸屏的触控设备及触控方法，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于电容触摸屏的触控设备，所述电容触摸屏包括：至少一个信号发送电极、及分别与各所述信号发送电极垂直相交的多个平行排布的信号接收电极，其中，所述信号发送电极与信号接收电极的重叠位置形成预设触摸点；所述触控设备包括：信号采集部件，电性耦合至其中部分的信号发送电极，以采集其激励信号作为同步参考信号；信号输出部件，用于与电容触摸屏的各个信号接收电极电性耦合以输出模拟触摸信号；处理部件，通信连接所述信号采集部件及信号输出部件；其中，所述处理部件用于接收触摸控制指令，其中，所述触摸控制指令表示对电容触摸屏上待触摸位置执行触摸操作；所述处理部件，用于从预先存储的电容触摸屏上各像素点的激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，并与所述同步参考信号同步以生成模拟触摸信号，并通过所述信号输出部件输出所述模拟触摸信号至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以模拟对该待触摸位置的触摸操作。
于本发明的一实施例中，所述目标触摸点位于一信号接收电极上，所述模拟触摸信号发送给所述信号接收电极。
于本发明的一实施例中，所述目标触摸点位于相邻两个信号接收电极之间，所述模拟触摸信号发送给所述两个信号接收电极。
于本发明的一实施例中，所述信号发送电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率所定义的在第一坐标轴的像素数量；所述信号接收电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率在第二坐标轴的像素。
于本发明的一实施例中，所述激励信号数据包括波形数据。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于电容触摸屏的触控方法，所述电容触摸屏包括：至少一个信号发送电极、及分别与各所述信号发送电极垂直相交的多个平行排布的信号接收电极，其中，所述信号发送电极与信号接收电极的重叠位置形成预设触摸点；所述触控方法包括：采集其中部分的信号发送电极上的激励信号；接收触摸控制指令，其中，所述触摸控制指令表示对电容触摸屏上待触摸位置执行触摸操作；从预先存储的电容触摸屏上各像素点的激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，并与所述同步参考信号同步以生成模拟触摸信号，并通过所述信号输出部件输出所述模拟触摸信号至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以模拟对该待触摸位置的触摸操作。
于本发明的一实施例中，所述目标触摸点位于一信号接收电极上，所述模拟触摸信号发送给所述信号接收电极。
于本发明的一实施例中，所述目标触摸点位于相邻两个信号接收电极之间，所述模拟触摸信号发送给所述两个信号接收电极。
于本发明的一实施例中，所述信号发送电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率所定义的在第一坐标轴的像素数量；所述信号接收电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率在第二坐标轴的像素。
于本发明的一实施例中，所述激励信号数据包括波形数据。
如上所述，本发明的应用于电容触摸屏的触控设备及触控方法，通过预先存储的各个第一坐标轴上每个像素点的激励信号数据，在需要进行模拟触摸操作时，从激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，生成模拟触摸信号并输出至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以完成模拟触摸操作；本发明解决现有技术的问题，设计易行，结构简单，同时，仅需要信号输出部件而无需信号采集部件来采集信号发送电极上的激励信号，降低成本。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中触控设备的结构示意图。
图2显示为本发明一实施例中的电容触摸屏局部结构示意图。
图3显示为实现图2中目标触摸点A的模拟触摸操作的原理示意图。
图4显示为与图3等效的逻辑处理示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅以下图示。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明的方案应用于电容触摸屏上，用于实现对电容触摸屏上目标触摸点的模拟触摸，其中，所述电容触摸屏是互电容触摸屏，其具有按纵横交错阵列形式排布的多个信号发送电极11及多个信号接收电极12，每个信号发送电极11和信号接收电极12的交叉点为预设触摸点。具体的，所述信号发送电极11沿电容触摸屏所在平面上的第一坐标轴排列设置，所述信号接收电极12沿电容触摸屏所在平面上的垂直于所述第一坐标轴的第二坐标轴排列设置
互电容触摸屏的原理是，信号发送电极11和信号接收电极12交叉的地方将会形成电容，也即这两组电极分别构成了电容的两极。当手指触摸到电容触摸屏时，影响了一或多个触摸点的信号发送电极11和信号接收电极12之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量，从而实现触摸操作。
在检测互电容大小时，横向的信号发送电极11依次发出激励信号，纵向的所有信号接收电极12同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标。因此，屏上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。
本发明的应用于该电容触摸屏的触控设备，其包括：信号采集部件13、信号输出部件14、及处理部件15。
所述信号采集部件13，电性耦合至其中部分的信号发送电极，以采集其激励信号作为同步参考信号。于本发明的一实施例中，所述部分指的是至少一个，获取该同步参考信号的目的是为了得到其时钟信息以便于令模拟触摸信号与其同步。
所述信号输出部件14，用于与电容触摸屏的各个信号接收电极12电性耦合以输出模拟触摸信号。于本发明的一实施例中，所述信号输出部件14包含导电体，所述导电体与各个信号接收电极12电性连接，所述导电体可以是金属材质，例如铜等。在一实施例中，所述信号输出部件可以包括透明材质的外壳，例如亚克力或玻璃等，该外壳罩盖于电容触摸屏各信号输出电极的一头所在的端部处，其导电体设于外壳内，与信号输出电极间电性连接；在又一实施例中，所述电容触摸屏可以在该端部设有电性接口，所述信号输出部件具有与该电性接口形状配合结合的端头，端头内设有导电体，当信号输出部件与该电性接口结合时，导电体与各信号输出电极电性连通。需说明的是，所述信号采集部件13也可以是类似的结构。
所述处理部件15，通信连接所述信号采集部件13及信号输出部件14，其中，所述处理部件15用于接收触摸控制指令，其中，所述触摸控制指令表示对电容触摸屏上待触摸位置执行触摸操作。
由于对于某一款固定型号的手机或者平板等中的互容式电容触摸屏来说，其每个信号发送电极11上传送的激励信号分布是已知固定的，因此，可以预先将电容触摸屏上每个像素点的激励信号数据(形式可以是波形数据)存储下来，在对待触摸位置的目标触摸点模拟触摸时，从存储内容中得到目标触摸点相应像素点的激励信号数据，并与同步参考信号同步从而生成对应目标触摸点的激励信号并发送给目标触摸点所对应的信号接收电极，从而完成目标触摸点的模拟触摸。
所述目标触摸点可能是位于一信号发送电极上或相邻两个信号发送电极之间，且可能是位于一信号接收电极上或两个信号接收电极之间，当目标触摸点位于一信号发送电极及一信号接收电极上时，即位于两者的重叠位置上，而与预设触摸点重合。
所述目标触摸点也可能并非与预设触摸点重合，其可以落在相邻两个信号发送电极之间和/或落在相邻两个信号接收电极之间；当然，也并不限定目标触摸点落在两个信号发送电极之间且落在一个信号接收电极上，或目标触摸点落在一个信号发送电极上且落在相邻两个信号接收电极之间。
举例来讲，如图1所示，目标触摸点A与所述预设触摸点(即信号发送电极11和信号接收电极12的交叉点)重合的，若需要触发图1中A点的模拟触摸操作，则通过信号采集部件13采集同步参考信号，且从预存内容中查找A点对应激励信号数据(即相当于信号发送电极A1的激励信号数据)，并与同步参考信号同步生成模拟触摸信号，发送给A点所在的信号接收电极A2，完成模拟触摸操作。
在现有技术中，采用电容触摸屏的电子设备例如智能手机、平板电脑等，其分辨率已经普遍达到1920*1080的程度，也就对应1920*1080个像素点，如果要实现其中每个像素点均能是目标触摸点的话，最简单的办法需要1920根信号发送电极和1080根信号接收电极，为了实现屏幕上每个点的模拟触摸操作，也就是相当于需要存储1920*1080个的激励信号相关数据，在进行模拟触摸操作时在预存内容中提取对应的激励信号数据，进行同步，发送给相应的信号接收电极即可。
从中可以看出，只需要一个信号发送电极用于采集同步参考信号即可，而信号接收电极的数量可以根据实际情况加以变化，如果需要降低成本，也可以使用少于分辨率所规定的第二坐标轴上像素点数量的信号接收电极来实现分辨率不变的模拟触摸操作，简单来说，就是可以采用小于1080个信号接收电极，仍能模拟出1080个信号接收电极的触摸精度。
以下通过图2～图4说明原理。
如图2所示，展示一实施例中电容触摸屏上局部的结构示意图。在本实施例中，电容触摸屏所在平面上建立有直角坐标系，纵向为x轴，横向为y轴，定义所述一对信号发送电极为x和x+1，所述一对信号接收电极为y和y+1，x电极、x+1电极、y电极和y+1电极所围区域内的目标触摸点为A。
如图3所示，展示本发明提供的实现该A点模拟触摸操作的信号处理的原理示意图。
预先设定x电极对应有增益i，x+1电极对应有增益j，y电极对应有增益m，y+1电极对应有增益n，i、j、m、n均是用于对信号发送电极发出的激励信号进行增益放大使用的；本发明利用增益控制的方式来调整x和x+1电极之间或y和y+1电极上激励信号之间的强弱关系，以能表示x+1和x电极之间目标触摸点A的x位置，或表示y和y+1电极之间目标触摸点A的y位置，举例来说，x+1电极上激励信号在增益处理后强于x电极，则A点在x轴上更靠近x+1电极。
换言之，在各个信号发送电极或信号接收电极的初始激励信号的强度是相同的情况下，在x和x+1电极之间的A点位置即对应增益i和增益j的大小关系，在y和y+1电极之间的A点位置即对应增益m和增益n的大小关系。
因此，通过上述增益的大小关系即能表示A点在所述平面直角坐标系中的位置坐标。
为实现目标触摸点模拟操作，需要将相邻两个信号发送电极的信号经增益处理后分别发送给两个信号接收电极，所述增益处理所使用的目标增益大小是与作为激励信号发送方的信号发送电极和作为其接收方的信号接收电极所对应的增益分量的叠加。
具体的，在模拟A点触摸操作时，x电极上的激励信号经增益i放大再经增益m放大输出到y电极，x电极上的激励信号经增益i放大再经增益n放大输出到y+1，x+1电极上的激励信号经增益j放大再经增益m放大输出到y电极，x+1电极上的激励信号经增益j放大再经增益n放大输出到y+1电极。
图4展示了这一过程的等效的运算原理，即将x电极上的激励信号经增益i放大和x+1电极上的激励信号经增益j放大后进行合并(本实施例中即相加)，再分别经增益m放大输出到y电极，经增益n放大输出到y+1电极，实现A点的模拟触摸操作；当然，若A点落在一信号发送电极上且位于两个信号接收电极之间时，例如落在x电极上，并位于y和y+1电极之间，则x电极上的激励信号经增益i和增益m放大后输出到y电极，x电极上的激励信号经增益i和增益n放大后输出到y+1电极，来模拟A点触摸；或者A点落在两个信号发送电极之间，并落在一信号接收电极上时，例如落在x和x+1电极之间，并位于y电极上，则x电极上的激励信号经增益i和增益m放大后输出到y电极，x+1电极上的激励信号经增益j和增益m放大后输出到y电极，来模拟A点触摸。
图2至图4展示了单点触摸的实施例，在实际情况中，可以以此类推来实现多点触摸。
在实际情况中，由于电容触摸屏本身的原理使然，相邻电极之间的两个触摸点会被识别是同一个，例如x和x+1电极之间的A点，和x+1及x+2电极之间的B点，会被识别为同一个点；因此，多点触摸中的各个目标触摸点均是不会与同一个电极相邻的触摸点，例如x和x+1电极之间的A点，和x+2及x+3电极之间的C点。
在实现多点触摸操作时，多个目标触摸点可能位于两个信号发送电极之间，例如y电极和y+1电极之间有目标触摸点D、E、F，且D点位于xa和xa+1电极之间，E点位于xb和xb+1电极之间，F点位于xc和xc+1电极之间，则在模拟触摸操作时xa和xa+1电极，xb和xb+1电极，xc和xc+1电极上的激励信号均进行如之前实施例所描述的增益处理后发送到所述y电极和y+1电极。
在实现多点触摸操作时，多个目标触摸点可能位于两个信号接收电极之间，例如y电极和y+1电极之间有目标触摸点D、E、F，且D点位于xa和xa+1电极之间，E点位于xb和xb+1电极之间，F点位于xc和xc+1电极之间，则在模拟多点触摸操作时xa和xa+1电极，xb和xb+1电极，xc和xc+1电极上的激励信号均进行如之前实施例所描述的增益处理后发送到所述y电极和y+1电极，例如xa和xa+1电极对应增益为o、p，y和y+1电极对应增益为m、n，然后如前述实施例所展示原理般对激励信号进行增益叠加的处理并发送给y和y+1电极。
在实现多点触摸操作时，多个目标触摸点可能位于两个信号发送电极之间，例如x电极和x+1电极之间有目标触摸点G、H、I，且G点位于ya和ya+1电极之间，H点位于yb和yb+1电极之间，I点位于yc和yc+1电极之间，则在模拟多点触摸操作时，ya和ya+1电极，yb和yb+1电极，x和x+1电极上的激励信号分别对应不同的信号接收电极(ya、ya+1、yb、yb+1、yc、或yc+1电极)进行增益处理后发送给对应的信号接收电极。
通过上述图2～图4所描述的实施例，可以得到在固定数量的信号发送电极和/或在等于或少于第二坐标轴像素点的数量的信号接收电极的情况下，通过各信号发送电极上固定的激励信号初始数据或结合上述各种增益处理计算后，可以得到各个像素点的激励信号数据并加以保存为激励信号数据，当需要对目标触摸点模拟触摸时，获取其对应第一坐标轴坐标位置的激励信号数据，发送至对应的一个或相邻两个信号接收电极上。
综上所述，本发明的应用于电容触摸屏的触控设备及触控方法，通过预先存储的各个第一坐标轴上每个像素点的激励信号数据，在需要进行模拟触摸操作时，从激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，生成模拟触摸信号并输出至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以完成模拟触摸操作；本发明解决现有技术的问题，设计易行，结构简单，同时，仅需要信号输出部件而无需信号采集部件来采集信号发送电极上的激励信号，降低成本。
本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种应用于电容触摸屏的触控设备，其特征在于，所述电容触摸屏包括：至少一个信号发送电极、及分别与各所述信号发送电极垂直相交的多个平行排布的信号接收电极，其中，所述信号发送电极与信号接收电极的重叠位置形成预设触摸点；所述触控设备包括：
信号采集部件，电性耦合至其中部分的信号发送电极，以采集其激励信号作为同步参考信号；
信号输出部件，用于与电容触摸屏的各个信号接收电极电性耦合以输出模拟触摸信号；
处理部件，通信连接所述信号采集部件及信号输出部件；
其中，所述处理部件用于接收触摸控制指令，其中，所述触摸控制指令表示对电容触摸屏上待触摸位置执行触摸操作；所述处理部件，用于从预先存储的电容触摸屏上各像素点的激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，并与所述同步参考信号同步以生成模拟触摸信号，并通过所述信号输出部件输出所述模拟触摸信号至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以模拟对该待触摸位置的触摸操作。
2.根据权利要求1所述的应用于电容触摸屏的触控设备，其特征在于，所述目标触摸点位于一信号接收电极上，所述模拟触摸信号发送给所述信号接收电极。
3.根据权利要求1所述的应用于电容触摸屏的触控设备，其特征在于，所述目标触摸点位于相邻两个信号接收电极之间，所述模拟触摸信号发送给所述两个信号接收电极。
4.根据权利要求1所述的应用于电容触摸屏的触控设备，其特征在于，所述信号发送电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率所定义的在第一坐标轴的像素数量；所述信号接收电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率在第二坐标轴的像素。
5.根据权利要求1所述的应用于电容触摸屏的触控设备，其特征在于，所述激励信号数据包括波形数据。
6.一种应用于电容触摸屏的触控方法，其特征在于，所述电容触摸屏包括：至少一个信号发送电极、及分别与各所述信号发送电极垂直相交的多个平行排布的信号接收电极，其中，所述信号发送电极与信号接收电极的重叠位置形成预设触摸点；所述触控方法包括：
采集其中部分的信号发送电极上的激励信号；
接收触摸控制指令，其中，所述触摸控制指令表示对电容触摸屏上待触摸位置执行触摸操作；
从预先存储的电容触摸屏上各像素点的激励信号数据中获取并生成待触摸位置处的目标触摸点的激励信号数据，并与所述同步参考信号同步以生成模拟触摸信号，并通过所述信号输出部件输出所述模拟触摸信号至所述目标触摸点对应的信号接收电极，以模拟对该待触摸位置的触摸操作。
7.根据权利要求6所述的应用于电容触摸屏的触控方法，其特征在于，所述目标触摸点位于一信号接收电极上，所述模拟触摸信号发送给所述信号接收电极。
8.根据权利要求6所述的应用于电容触摸屏的触控方法，其特征在于，所述目标触摸点位于相邻两个信号接收电极之间，所述模拟触摸信号发送给所述两个信号接收电极。
9.根据权利要求6所述的应用于电容触摸屏的触控方法，其特征在于，所述信号发送电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率所定义的在第一坐标轴的像素数量；所述信号接收电极的数量小于或等于所述电容触摸屏的分辨率在第二坐标轴的像素。
10.根据权利要求6所述的应用于电容触摸屏的触控方法，其特征在于，所述激励信号数据包括波形数据。
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