CN108733248B - 一种触摸屏线性度补偿方法及使用该方法的装置 - Google Patents

一种触摸屏线性度补偿方法及使用该方法的装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于触摸屏设计制造技术领域，公开了一种触摸屏线性度补偿方法，包括步骤：建立坐标系，校屏后得到物理平面坐标与逻辑平面坐标的关系式，根据该关系式完成触摸屏上任一点的线性补偿。本发明还公开了使用该方法的一种触摸屏线性度补偿装置，包括具有AD转换器和USB接口的MCU及分别与所述MCU连接的校屏触发电路和触摸屏坐标检测电路，所述USB接口连接为所述装置供电的电源，所述触摸屏坐标检测电路包括测量信号控制发送电路和测量信号接收电路。本发明通过线性补偿，将线性度在1.5％～2.5％的五线式触摸屏校正补偿至1.5％以内，提高了产品约6％的良品率。

Description

一种触摸屏线性度补偿方法及使用该方法的装置
技术领域
本发明属于触摸屏设计制造技术领域，尤其是涉及一种触摸屏线性度补偿方法及使用该方法的装置。
背景技术
电阻式触摸屏常和点阵式液晶显示屏(LCD)屏叠加在一起配套使用,构成一个矩形的物理平面(无偏差的理想平面，该平面上的点对应着软件设计规定控制的目标)，而由用户触摸的触摸点集合经过控制电路的A/D转换器，得到具体显示坐标的集合，这个集合构成了一个逻辑平面，如图1所示，图1中虚线是物理平面坐标系，实线是逻辑平面坐标系，A、B、C是物理平面上的点，A’、B’、C’是逻辑平面上实际显示的点。线性偏差就是这个物理平面上的点的位置坐标与对应的逻辑平面上的点的位置坐标的偏差，这个偏差称为线性度。线性偏差产生的原因主要有：电气系统的噪声、机械误差(如LCD与触摸屏装配时偏移)和触摸屏设计制造偏差。
由于五线式触摸屏在制造过程中难免会有缺陷产生的情况，这造成部分产品的线性度达不到1.5％的要求，现有工艺条件下，满足线性度≤1.5％的五线式触摸屏的良品率在90％左右，但是满足线性度1.5％～2.5％的线性旋转和线性漂移的产品占6％左右，而这6％的产品均被当作不良品废弃，严重影响成品率，并造成很大的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种触摸屏线性度补偿方法及使用该方法的装置，解决现有技术中线性度略高于合格要求的触摸屏只能被当做不良品废弃的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种触摸屏线性度补偿方法，包括如下步骤：
S1、将触摸屏的逻辑平面映射到物理平面上，对物理平面建立坐标系，令触摸屏上任一点M在物理平面坐标为M(xm,ym)，逻辑平面补偿坐标为M’(xm’,ym’)，且满足关系式，
xm’＝k1*xm+k2*ym+k3(1)，
ym’＝k4*xm+k5*ym+k6(2)，
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6是触摸屏的偏移系数；
S2、在触摸屏上指定三个点A、B、C，定义其物理平面坐标分别为A(xa,ya)、B(xb,yb)、C(xc,yc)，并根据该物理平面坐标对应测量得出的逻辑平面坐标分别为A’(xa’,ya’)、B’(xb’,yb’)、C’(xc’,yc’)，其中所述逻辑平面坐标的测量包括如下步骤：
S2.1、芯片读取指定点A的物理平面坐标A(xa,ya)，并在触摸屏上显示；
S2.2、操作人员按压触摸屏上面板指定点A显示的对应区域，使触摸屏的上层线路与下层线路接通；
S2.3、芯片接收到上、下层线路的导通信号后，向模拟开关的控制端交替发送检测电压信号，模拟开关使触摸屏的X轴方向和Y轴方向交替接通；
S2.4、芯片读取按压时反馈的X轴方向电压和Y轴方向电压计算出逻辑平面坐标A’(xa’,ya’)；
S2.5、按步骤S2.1～S2.4依次计算出指定点B和C的逻辑平面坐标B’(xb’,yb’)和C’(xc’,yc’)；
S3、将点A、B、C的物理平面坐标与逻辑平面坐标均代入所述公式(1)和公式(2)，计算得出偏移系数k1、k2、k3、k4、k5、k6的值；
S4、利用公式(1)和公式(2)，根据触摸屏上任一触摸点的物理平面坐标计算出其对应的逻辑平面补偿坐标，完成触摸屏上任一点的线性度补偿。
本发明的技术方案还提供一种触摸屏的线性度补偿装置，包括具有AD转换器和USB接口的MCU及分别与所述MCU连接的校屏触发电路和触摸屏坐标检测电路，所述USB接口连接为所述装置供电的电源，所述触摸屏坐标检测电路包括测量信号控制发送电路和测量信号接收电路；
测量信号控制发送电路连接电源、所述MCU的控制信号发送端和五线式触摸屏的下层线路，用于交替向五线式触摸屏的X轴和Y轴两方向发送测量信号；
测量信号接收电路连接所述MCU的测量信号接收端和五线式触摸屏的上层线路，用于接收五线式触摸屏上任一点X和Y两方向的测量信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过线性补偿，将线性度在1.5％～2.5％的五线式触摸屏校正补偿至1.5％以内，提高了产品约6％的良品率；可以将线性补偿电路与五线式触摸屏一体化设计，线性补偿电路的相关原件可以直接绑定在触摸屏的FPC上，提高产品良品率的同时，还能节省顾客产品(如液晶显示模组)的空间。
附图说明
图1是触摸屏的逻辑平面示意图；
图2是触摸屏的线性度补偿装置的电路原理图。
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。
本发明提供了一种触摸屏线性度补偿方法，包括如下步骤：
S1、将触摸屏的逻辑平面映射到物理平面上，对物理平面建立坐标系，令触摸屏上任一点M在物理平面坐标为M(xm,ym)，逻辑平面补偿坐标为M’(xm’,ym’)，且满足关系式，
xm’＝k1*xm+k2*ym+k3(1)，
ym’＝k4*xm+k5*ym+k6(2)，
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6是触摸屏的偏移系数；
S2、在触摸屏上指定三个点A、B、C，定义其物理平面坐标分别为A(xa,ya)、B(xb,yb)、C(xc,yc)，并根据该物理平面坐标对应测量得出的逻辑平面坐标分别为A’(xa’,ya’)、B’(xb’,yb’)、C’(xc’,yc’)；
S3、将点A、B、C的物理平面坐标与逻辑平面坐标均代入所述公式(1)和公式(2)，得到如下六元一次方程组：
xa’＝k1*xa+k2*ya+k3，
ya’＝k4*xa+k5*ya+k6，
xb’＝k1*xb+k2*yb+k3，
yb’＝k4*xb+k5*yb+k6，
xc’＝k1*xc+k2*yc+k3，
yc’＝k4*xc+k5*yc+k6，
计算得出偏移系数k1、k2、k3、k4、k5、k6的值；
S4、利用公式(1)和公式(2)，根据触摸屏上任一触摸点的物理平面坐标计算出其对应的逻辑平面补偿坐标，完成触摸屏上任一点的线性度补偿。
作为优选的，所述逻辑平面坐标的测量包括如下步骤：
S2.1、芯片读取指定点A的物理平面坐标A(xa,ya)，并在触摸屏上显示，该芯片可选用MCU芯片；
S2.2、操作人员按压触摸屏上面板指定点A显示的对应区域，使触摸屏的上层线路与下层线路接通；
S2.3、芯片接收到上、下层线路的导通信号后，向模拟开关的控制端交替发送检测电压信号，模拟开关使触摸屏的X轴方向和Y轴方向交替接通，该模拟开关可选用CD4066双向四通道模拟开关；
S2.4、芯片读取按压时反馈的X轴方向电压和Y轴方向电压计算出逻辑平面坐标A’(xa’,ya’)；
S2.5、按步骤S2.1～S2.4依次计算出指定点B和C的逻辑平面坐标B’(xb’,yb’)和C’(xc’,yc’)。
作为优选的，所述A、B、C三个点之间的连线所形成的面的面积不低于触摸屏视窗总面积的1/3，且所述A、B、C三个点距触摸屏视窗边界的距离均大于2mm，即不要取边界点，并且三点的覆盖面要大，可提高计算触摸屏的偏移系数的准确度。
本发明的技术方案还提供使用前述线性度补偿方法的一种触摸屏线性度补偿装置，如图2所示，包括具有AD转换器和USB接口2的MCU 1及分别与所述MCU 1连接的校屏触发电路和触摸屏坐标检测电路，所述USB接口2连接为所述装置供电的电源，所述MCU 1储存指定点A、B、C的逻辑平面坐标，及触摸屏上任一点M的物理平面坐标M(xm,ym)与其逻辑平面坐标为M’(xm’,ym’)的关系式：xm’＝k1*xm+k2*ym+k3(1)，ym’＝k4*xm+k5*ym+k6(2)，并执行偏移系数k1、k2、k3、k4、k5、k6的计算和完成触摸屏上任一点的线性度补偿。
所述触摸屏坐标检测电路包括测量信号控制发送电路和测量信号接收电路。
测量信号控制发送电路连接电源VDD、所述MCU的控制信号发送端和五线式触摸屏3的下层线路，用于交替向五线式触摸屏3的X轴和Y轴两方向发送测量信号。
测量信号接收电路连接所述MCU 1的测量信号接收端P1.0和五线式触摸屏3的上层线路L测，用于接收五线式触摸屏3上任一点X轴和Y轴两方向的测量信号。
作为优选的，所述测量信号控制发送电路包括双向四通道模拟开关，所述双向四通道模拟开关的四个输入端子均连接电源VDD，所述双向四通道模拟开关的四个输出端子分别连接五线式触摸屏3下层线路的左上、右上、左下和右下接入端(L左上，L右上，L左下，L右下)，所述双向四通道模拟开关的四个控制端子连接所述MCU 1的控制信号发送端P1.1和P1.2，P1.1可使MCU在程序控制下检测五线式触摸屏3的Y方向位置，P1.2可使MCU在程序控制下检测五线式触摸屏3的X方向位置。所述MCU 1以晶振信号发生电路提供的晶振频率，交替通过控制信号发送端P1.1和P1.2分别控制所述双向四通道模拟开关的四通道的开、闭，实现五线式触摸屏3下层线路的X方向或Y方向的导电，配合五线式触摸屏3上层线路的具体点的触压，并与测量信号接收电路构成回路，测得触压点的X值或Y值，从而得到触压点的物理平面坐标。
作为优选的，所述双向四通道模拟开关的型号是CD4066。CD4066主要用作模拟或数字信号的多路传输，其每个封装内部有四个独立的模拟开关，每个模拟开关均有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。
作为优选的，所述测量信号接收电路包括串联的接收保护电阻R3和接收电容C1，在接收保护电阻R3和接收电容C1之间引出导线连接所述MCU1的测量信号接收端P1.0。
作为优选的，所述校屏触发电路包括串联的校屏保护电阻R1和校屏开关S1，所述校屏保护电阻R1接电源VDD，所述校屏开关S1接地，在所述校屏保护电阻R1和所述校屏开关S1之间引出导线连接所述MCU 1的校屏信号端P1.3。当操作者按压所述校屏开关S1，即使所述MCU 1的校屏信号端P1.3接地，产生一个低电位信号，使所述MCU 1触发校屏动作。
作为优选的，所述装置还包括复位电路，该复位电路包括串联的复位电容C2和复位保护电阻R2，所述复位电容C2接电源VDD，所述复位保护电阻R2接地，在所述复位电容C2和所述复位保护电阻R2之间引出导线连接所述MCU 1的复位信号端RST。每次使用设备的最开始，接通电源的瞬间复位电容C2使所述MCU 1的复位信号端RST获得一个瞬间电位，即复位信号，所述MCU 1清除陈旧无效数据，做好新操作的准备。
作为优选的，所述装置还包括晶振信号发生电路连接电源正极VDD和所述MCU 1的晶振信号接收端，用于产生晶振信号，该晶振信号影响MCU的运行速度。所述晶振信号发生电路包括串联的震荡电容C3、晶振X和震荡电容C4，所述晶振X与震荡电容C3之间、所述晶振X与震荡电容C4之间分别引出导线连接所述MCU 1的第一晶振信号端XTAL1和第二晶振信号端XTAL2，以对所述MCU 1持续发送晶振信号。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种触摸屏线性度补偿方法，包括如下步骤：
S1、将触摸屏的逻辑平面映射到物理平面上，对物理平面建立坐标系，令触摸屏上任一点M在物理平面坐标为M(xm,ym)，逻辑平面补偿坐标为M’(xm’,ym’)，且满足关系式，
xm’＝k1*xm+k2*ym+k3 (1)，
ym’＝k4*xm+k5*ym+k6 (2)，
其中k1、k2、k3、k4、k5、k6是触摸屏的偏移系数；
S2、在触摸屏上指定三个点A、B、C，定义其物理平面坐标分别为A(xa,ya)、B(xb,yb)、C(xc,yc)，并根据该物理平面坐标对应测量得出的逻辑平面坐标分别为A’(xa’,ya’)、B’(xb’,yb’)、C’(xc’,yc’)，其中所述逻辑平面坐标的测量包括如下步骤：
S2.1、芯片读取指定点A的物理平面坐标A(xa,ya)，并在触摸屏上显示；
S2.2、操作人员按压触摸屏上面板指定点A显示的对应区域，使触摸屏的上层线路与下层线路接通；
S2.3、芯片接收到上、下层线路的导通信号后，向模拟开关的控制端交替发送检测电压信号，模拟开关使触摸屏的X轴方向和Y轴方向交替接通；
S2.4、芯片读取按压时反馈的X轴方向电压和Y轴方向电压计算出逻辑平面坐标A’(xa’,ya’)；
S2.5、按步骤S2.1～S2.4依次计算出指定点B和C的逻辑平面坐标B’(xb’,yb’)和C’(xc’,yc’)；
S3、将点A、B、C的物理平面坐标与逻辑平面坐标均代入所述公式(1)和公式(2)，计算得出偏移系数k1、k2、k3、k4、k5、k6的值；
S4、利用公式(1)和公式(2)，根据触摸屏上任一触摸点的物理平面坐标计算出其对应的逻辑平面补偿坐标，完成触摸屏上任一点的线性度补偿。
2.根据权利要求1所述的触摸屏线性度补偿方法，其特征在于：所述A、B、C三个点之间的连线所形成的面的面积不低于触摸屏视窗总面积的1/3，且所述A、B、C三个点距触摸屏视窗边界的距离均大于2mm。
3.一种使用如权利要求1或2所述触摸屏线性度补偿方法的触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：包括具有AD转换器和USB接口的MCU及分别与所述MCU连接的校屏触发电路和触摸屏坐标检测电路，所述USB接口连接为所述装置供电的电源，所述触摸屏坐标检测电路包括，
测量信号控制发送电路，其连接电源、所述MCU的控制信号发送端和五线式触摸屏的下层线路，用于交替向五线式触摸屏的X轴和Y轴两方向发送测量信号；及
测量信号接收电路，其连接五线式触摸屏的上层线路和所述MCU的测量信号接收端，用于接收五线式触摸屏上任一点X轴和Y轴两方向的测量信号。
4.根据权利要求3所述的一种触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：所述测量信号控制发送电路包括双向四通道模拟开关，所述双向四通道模拟开关的四个输入端子均连接电源，所述双向四通道模拟开关的四个输出端子分别连接五线式触摸屏下层线路的左上、右上、左下和右下接入端，所述双向四通道模拟开关的四个控制端子连接所述MCU的控制信号发送端。
5.根据权利要求4所述的一种触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：所述双向四通道模拟开关的型号是CD4066。
6.根据权利要求3所述的一种触摸屏的线性度补偿装置，其特征在于：所述测量信号接收电路包括串联的接收保护电阻和接收电容，在接收保护电阻和接收电容之间引出导线连接所述MCU的测量信号接收端。
7.根据权利要求3所述的一种触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：所述校屏触发电路包括串联的校屏保护电阻和校屏开关，所述校屏保护电阻接电源，所述校屏开关接地，在所述校屏保护电阻和所述校屏开关之间引出导线连接所述MCU的校屏信号端。
8.根据权利要求3所述的一种触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：所述装置还包括复位电路，该复位电路包括串联的复位电容和复位保护电阻，所述复位电容接电源，所述复位保护电阻接地，在所述复位电容和所述复位保护电阻之间引出导线连接所述MCU的复位信号端。
9.根据权利要求3所述的一种触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：所述装置还包括与所述MCU连接的晶振信号发生电路，其连接电源和所述MCU的晶振信号接收端，用于产生晶振信号。
10.根据权利要求9所述的一种触摸屏线性度补偿装置，其特征在于：所述晶振信号发生电路包括串联的震荡电容、晶振和震荡电容，所述晶振与震荡电容之间、所述晶振与震荡电容之间分别引出导线连接所述MCU的第一晶振信号端和第二晶振信号端。
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