CN111221441B - 一种Touch按键的感应方法、系统及可穿戴设备 - Google Patents

一种Touch按键的感应方法、系统及可穿戴设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Touch按键的感应方法，该方案考虑到用户在点击Touch按键时，手指至Touch按键之间的距离是由大到小的过程，基于此，在检测到用户的手指距离第一Touch按键的距离等于距离阈值后，便开启消抖计时，也即提前开启消抖处理，在消抖计时的时长达到消抖时长阈值后，若检测手指按下了第一Touch按键，则执行与第一Touch按键对应的功能操作。可见，该方案通过提前开启消抖处理来实现Touch按键的功能操作的快速反应，降低了延迟，提高了用户体验。本发明还公开了一种Touch按键的感应系统及可穿戴设备，具有与上述方法相同的有益效果。

Description

一种Touch按键的感应方法、系统及可穿戴设备
技术领域
本发明涉及按键输入技术领域，特别是涉及一种Touch按键的感应方法、系统及可穿戴设备。
背景技术
头戴式设备是虚拟现实的主要设备，用于向体验者提供视觉图像。头戴式设备常用的输入方式为Touch按键，Touch按键通常设置于头戴式设备的两端，用来实现音量的调节及功能图标的选择等。为减少误触发，现有技术中，处理器在检测到用户按下Touch按键后会执行消抖处理，等待消抖处理完成后再一次检测用户是否按下Touch按键，若是，则执行与按下的Touch案件相对应地功能操作。可见，现有的Touch按键感应方式无法实现快速反应Touch按键的动作，降低了用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种Touch按键的感应方法、系统、存储介质及可穿戴设备，通过提前开启消抖处理来实现Touch按键的功能操作的快速反应，降低了延迟，提高了用户体验。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种Touch按键的感应方法，包括：
判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，所述距离阈值大于0；
若等于，开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值；
若达到，判断手指是否按下所述第一Touch按键；
若按下，执行与所述第一Touch按键相对应地功能操作。
优选地，判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，所述距离阈值大于0，包括：
判断第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否等于电容阈值；
其中，所述电容阈值为手指距所述第一Touch按键距离阈值时所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值电容阈值。
优选地，判断手指是否按下所述第一Touch按键，包括：
判断所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否在标准电容范围内；
其中，所述标准电容范围为手指按下所述第一Touch按键时所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值所处范围。
优选地，所述电容值正比于K*A/d；
其中，K为手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的介电常数，A为手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的相对面积，d为手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的相对距离。
优选地，在判定手指到第一Touch按键的距离等于距离阈值之后，还包括：
判断在预设时长内是否存在与手指之间的距离等于所述距离阈值的第二Touch按键；
若存在，则沿所述第一Touch按键至所述第二Touch按键的运动方向确定与所述Touch按键相邻的第三Touch按键；
开启所述第三Touch按键的消抖计时。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种Touch按键的感应系统，包括：
距离判断模块，用于判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，所述距离阈值大于0，若等于，触发计时模块；
所述计时模块，用于开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值，若达到，触发按键判断模块；
所述按键判断模块，用于判断手指是否按下所述第一Touch按键，若按下，触发执行模块；
所述执行模块，用于执行与所述第一Touch按键相对应地功能操作。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种可穿戴设备，包括设置有Touch按键的Touch面板，还包括：
距离传感器，用于检测手指到Touch按键的距离；
处理器，用于基于所述距离执行所述计算机程序时实现如上述所述Touch按键的感应方法的步骤。
优选地，所述距离传感器为电容传感器，用于采集手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的电容值。
优选地，所述可穿戴设备为VR或者AR或者MR。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述所述Touch按键的感应方法的步骤。
本发明提供了一种Touch按键的感应方法，该方案考虑到用户在点击Touch按键时，手指至Touch按键之间的距离是由大到小的过程，基于此，在检测到用户的手指距离第一Touch按键的距离等于距离阈值后，便开启消抖计时，也即提前开启消抖处理，在消抖计时的时长达到消抖时长阈值后，若检测手指按下了第一Touch按键，则执行与第一Touch按键对应的功能操作。可见，该方案通过提前开启消抖处理来实现Touch按键的功能操作的快速反应，降低了延迟，提高了用户体验。
本发明还提供了一种Touch按键的感应系统及可穿戴设备，具有与上述方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种Touch按键的感应方法的流程图；
图2为本发明提供的一种Touch按键的工作原理图；
图3a为本发明提供的一种手指没有Touch按键所处Touch面板时，Touch面板的电容示意图；
图3b为本发明提供的一种手指与Touch按键所处Touch面板之间的距离为S1时，Touch面板的电容示意图；
图3c为本发明提供的一种手指与Touch按键所处Touch面板之间的距离为S2时，Touch面板的电容示意图；
图4为手指靠近Touch面板的示意图；
图5为本发明提供的一种手指滑动轨迹检测原理图；
图6为本发明提供的一种Touch按键的感应系统的结构示意图；
图7为本发明提供的一种可穿戴设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种Touch按键的感应方法、系统、存储介质及可穿戴设备，通过提前开启消抖处理来实现Touch按键的功能操作的快速反应，降低了延迟，提高了用户体验。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。
请参照图1，图1为本发明提供的一种Touch按键的感应方法的流程图。
该方法包括：
S11：判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，距离阈值大于0，若等于，则进入S12；
S12：开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值，若达到，进入S13；
S13：判断手指是否按下第一Touch按键，若按下，进入S14；
S14：执行与第一Touch按键相对应地功能操作。
Touch按键是一种基于电容检测原理实现的触摸按键，当用户的手指按下Touch按键时，手指与Touch按键之间会产生耦合电容，基于耦合电容能够实现对Touch按键是否被按下的检测。然而在实际应用中，很多其他外界干扰信号也可能会造成Touch按键上产生耦合电容，这类耦合电容可能会造成Touch按键被按下的误判，从而影响了触摸动作的检测精准性。为解决该问题，通常在执行Touch按键对应地功能操作之前设置消抖处理，现有技术中是等到手指按下Touch按键后再开始去进行消抖处理，从而造成Touch按键对应功能操作的反应时间较长。
本申请考虑到手指在没与Touch按键接触，也即手指与Touch按键之间存在一定距离时便会产生耦合电容，且耦合电容的大小与手指到Touch按键之间的距离有关，具体地，手指到Touch按键之间的距离越小，耦合电容越大，基于此，可以基于Touch按键与手指之间的距离来提前开启消抖处理，这样，若在消抖处理结束后仍判断第一Touch按键被按下，则说明本次判断不是误判，执行与第一Touch按键相对应地功能操作。
具体地，Touch面板上存在若干个Touch按键，可以实时检测各个Touch按键与手指之间的距离，并判断手指与第一Touch按键之间的距离是否等于距离阈值，其中，这里的第一Touch按键可以为Touch面板上的任意一个Touch按键，若手指与第一Touch按键之间的距离等于距离阈值，其中，这里的距离阈值大于0，则说明此时手指在靠近Touch按键，此时满足了消抖处理的触发条件，提前开启消抖处理，也即开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值，也即判断消抖处理是否结束，若消抖计时的时长达到消抖时长阈值，则再判断此时手指是否按下第一Touch按键，若按下，则说明本次判断不是误判，执行与第一Touch按键相对应地功能操作，若没有按下，则说明本次操作大概率是误判，不执行与第一Touch按键的操作。
其中，这里的距离阈值和Touch面板与手指之间的距离为何值时能够产生耦合电容有关，例如，Touch面板与手指之间的距离为0.5cm时开始产生耦合电容，且距离越小，产生的耦合电容越大，则可以设置不大于0.5cm的数值作为距离阈值，本申请对于这里的距离阈值不作特别的限定，根据实际情况来定。
此外，本申请考虑到外界干扰信号产生的耦合电容的时长很短，通常只有几ms或者十几ms，因此，这里的时长阈值的范围可以但不仅限为50～100ms。此外，由于用户的手指在执行按下Touch按键的操作时，按下的时长通常长达几百毫秒，因此，即便是提前开启消抖处理，也几乎不会出现消抖处理结束后手指按下第一Touch按键又离开的情况。
还需要说明的是，在消抖处理计时的这段时间，可以判断手指是否按下第一Touch按键，只是即便是判断为按下也不执行与第一Touch按键相对应地功能操作，而是等到消抖处理结束之后再去判断手指是否按下第一Touch按键，以避免外界干扰信号的误触发；又或者，在这段时间不对手指是否按下第一Touch按键进行判断，而是等到消抖处理结束之后再去判断是否按下第一Touch按键。本申请对于具体采用哪种方式不作特别的限定，根据实际情况来定。此外，在确定手指按下第一Touch按键后，执行与第一Touch按键相对应地功能操作，例如若该方案应用于一体式的可穿戴设备，可穿戴设备中的处理器直接执行与第一Touch按键相对应地功能操作；若该方案应用于基于外部PC主机的可穿戴设备，则可将第一Touch按键被按下的动作传送至外部PC主机，以便外部PC主机根据该动作执行相应地功能操作。
综上，本发明提供了一种Touch按键的感应方法，该方案考虑到用户在点击Touch按键时，手指至Touch按键之间的距离是由大到小的过程，基于此，在检测到用户的手指距离第一Touch按键的距离等于距离阈值后，便开启消抖计时，也即提前开启消抖处理，在消抖计时的时长达到消抖时长阈值后，若检测手指按下了第一Touch按键，则执行与第一Touch按键对应的功能操作。可见，该方案通过提前开启消抖处理来实现Touch按键的功能操作的快速反应，降低了延迟，提高了用户体验。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选地实施例，判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，距离阈值大于0，包括：
判断第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否等于电容阈值；
其中，电容阈值为手指距第一Touch按键距离阈值时第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值，且电容阈值小于手按下第一Touch按键时第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值。
具体地，请参照图2、图3a、图3b、图3c及图4，其中，图2为本发明提供的一种Touch按键的工作原理图，图3a为本发明提供的一种手指没有Touch按键所处Touch面板时，Touch面板的电容示意图；图3b为本发明提供的一种手指与Touch按键所处Touch面板之间的距离为S1时，Touch面板的电容示意图；图3c为本发明提供的一种手指与Touch按键所处Touch面板之间的距离为S2时，Touch面板的电容示意图，图4为手指靠近Touch面板的示意图。
其中，对于图2，两个带电的导体相互靠近会形成电容，两者之间的电容值正比于K*A/d，其中，K为两者之间的介电常数，A为手两个导体之间的相对面积，d为两者之间的相对距离。则相应地，当手指靠近Touch按键所处的Touch面板时，电容值也正比于K*A/d，只是K变成了手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的介电常数，A变成了手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的相对面积，d变成了手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的相对距离。
对于图3a、图3c、图3c及图4。当手指靠近Touch面板时，由于人体的电场作用，手指与Touch面板之间形成一个耦合电容，对于高频电流，电容是直接导体，会影响电路整体电容特性。简单来说就是利用人体的电流感应进行工作。当手指没有靠近Touch面板时，Touch面板上的电容为Cp；当手指在靠近Touch面板的过程中，手指与Touch面板之间的距离为S1时，Touch面板的电容为Cp+2Cf1；当手指与Touch面板之间的距离为S2时，Touch面板的电容为Cp+2Cf2，由于S1＞S2，则Cf1＜Cf2。可见，在手指靠近Touch面板的过程中可以基于电容值的改变侦测到手指与Touch面板之间的距离。因此，可以设定手指与Touch面板开始产生耦合电容时的距离为临界距离，则设置距离阈值不大于临界距离即可。
基于上述原理，本实施例中，可以预先设定手指距第一Touch按键距离阈值时第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值为电容阈值，则对于手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值的判断转换成了对第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否等于电容阈值的判断，若第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值等于电容阈值，则说明手指到第一Touch按键的距离等于距离阈值，此时开启消抖处理。
可见，通过该种方式可以实现对手指是否靠近第一Touch按键所处Touch面板的精准判断，保证了后续提前开启消抖处理的精准性。
当然，这里还可以采用其他方式来进行判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，例如通过红外距离判断等，本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选地实施例，判断手指是否按下第一Touch按键，包括：
判断第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否在标准电容范围内；
其中，标准电容范围为手指按下第一Touch按键时第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值所处范围。
上述实施例中提到，手指在靠近Touch按键时也即两者之间存在一定距离时便会产生耦合电容，且耦合电容的大小与手指到Touch按键之间的距离有关，具体地，手指到Touch按键之间的距离越小，耦合电容越大，手指在按下Touch按键也即触摸Touch按键时，两者之间的耦合电容最大。基于此，手指与第一Touch按键所处面板接触时，可以通过第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值来判定手指是否按下第一Touch按键。
此外，受不同手指、按压力道等因素影响，手指与第一Touch按键所处面板的面积可能略有不同，因此，可以预设设定不同手指或者同一手指以不同按压力道按下第一Touch按键时第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值所处范围为标准电容范围，在后续过程中便可直接判断第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否在标准电容范围内，若满足，则判定手指按下第一Touch按键，否则，判定手指没有按下第一Touch按键。可见，通过该种方式可以精准地判断手指是否按下第一Touch按键。
作为一种优选地实施例，在判定手指到第一Touch按键的距离等于距离阈值之后，还包括：
判断在预设时长内是否存在与手指之间的距离等于距离阈值的第二Touch按键；
若存在，则沿第一Touch按键至第二Touch按键的运动方向确定与Touch按键相邻的第三Touch按键；
开启第三Touch按键的消抖计时。
具体地，在手指靠近第一Touch按键时，除了对第一Touch按键开启消抖处理的同时，还可以判断在预设时长内是否存在与手指之间的距离等于距离阈值的第二Touch按键，也即在预设时长内手指是否还靠近第二Touch按键，若是，则说明此时手指的运动趋势可能为滑动操作，手指后面可能会按下该滑动操作路线上的Touch按键，该种情况下，沿第一Touch按键至第二Touch按键的运动方向确定与Touch按键相邻的第三Touch按键，并开启第三Touch按键的消抖处理，以提高后续对滑动操作线路上的按键的反应速度。
请参照图5，图5为本发明提供的一种手指滑动轨迹检测原理图。
设定手指先靠近第一Touch按键(位于A点)，又在预设时长内靠近第二Touch按键(位于B点)，则此时可以判定用户可能想按下A指向B的运动轨迹上、与第二Touch按键相邻的第三Touch按键(位于C点)，则此时可以提前开启第三Touch按键的消抖计时，以便后续按下第二Touch按键时提高对于第二Touch按键对应地功能操作的反应速度。
可见，通过该种方式可以除了对手指靠近的Touch按键提起开启消抖处理，还可以对滑动轨迹上的Touch按键开启消抖处理，进一步提高了对Touch按键对应地功能操作的反应速度。
请参照图6，图6为本发明提供的一种Touch按键的感应系统的结构示意图。
该感应系统包括：
距离判断模块11，用于判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，距离阈值大于0，若等于，触发计时模块12；
计时模块12，用于开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值，若达到，触发按键判断模块13；
按键判断模块13，用于判断手指是否按下第一Touch按键，若按下，触发执行模块14；
执行模块14，用于执行与第一Touch按键相对应地功能操作。
对于本发明提供的一种Touch按键的感应系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
请参照图7，图7为本发明提供的一种可穿戴设备的结构示意图。
该可穿戴设备包括设置有Touch按键的Touch面板21，还包括：
距离传感器22，用于检测手指到Touch按键的距离；
处理器23，用于基于距离执行计算机程序时实现如上述Touch按键的感应方法的步骤。
作为一种优选地实施例，距离传感器22为电容传感器，用于采集手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的电容值。
作为一种优选地实施例，可穿戴设备为VR(Virtual Reality，虚拟现实)或者AR(Augmented Reality，增强现实)或者MR(Mixed Reality，混合现实)。
具体地，头戴式设备除了可以为VR、AR或者MR，还可以为其他类型的头戴式设备，本申请在此不作特别的限定。
对于本发明提供的一种可穿戴设备的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
本发明还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述所述Touch按键的感应方法的步骤。
对于本发明提供的一种存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种Touch按键的感应方法，其特征在于，包括：
判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，所述距离阈值大于0；
若等于，开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值；
若达到，判断手指是否按下所述第一Touch按键；
若按下，执行与所述第一Touch按键相对应地功能操作；
在判定手指到第一Touch按键的距离等于距离阈值之后，还包括：
判断在预设时长内是否存在与手指之间的距离等于所述距离阈值的第二Touch按键；
若存在，则沿所述第一Touch按键至所述第二Touch按键的运动方向确定与所述Touch按键相邻的第三Touch按键；
开启所述第三Touch按键的消抖计时。
2.如权利要求1所述的Touch按键的感应方法，其特征在于，判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，所述距离阈值大于0，包括：
判断第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否等于电容阈值；
其中，所述电容阈值为手指距所述第一Touch按键距离阈值时所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值，且所述电容阈值小于手指按下所述第一Touch按键时所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值。
3.如权利要求1所述的Touch按键的感应方法，其特征在于，判断手指是否按下所述第一Touch按键，包括：
判断所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值是否在标准电容范围内；
其中，所述标准电容范围为手指按下所述第一Touch按键时所述第一Touch按键所处位置的Touch面板的电容值所处范围。
4.如权利要求2或3所述的Touch按键的感应方法，其特征在于，所述电容值正比于K*A/d；
其中，K为手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的介电常数，A为手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的相对面积，d为手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的相对距离。
5.一种Touch按键的感应系统，其特征在于，包括：
距离判断模块，用于判断手指到第一Touch按键的距离是否等于距离阈值，所述距离阈值大于0，若等于，触发计时模块；
所述计时模块，用于开始消抖计时，并判断消抖计时的时长是否达到消抖时长阈值，若达到，触发按键判断模块；
所述按键判断模块，用于判断手指是否按下所述第一Touch按键，若按下，触发执行模块；
所述执行模块，用于执行与所述第一Touch按键相对应地功能操作；
所述Touch按键的感应系统，还用于在判定手指到第一Touch按键的距离等于距离阈值之后，判断在预设时长内是否存在与手指之间的距离等于所述距离阈值的第二Touch按键；
若存在，则沿所述第一Touch按键至所述第二Touch按键的运动方向确定与所述Touch按键相邻的第三Touch按键；
开启所述第三Touch按键的消抖计时。
6.一种可穿戴设备，其特征在于，包括设置有Touch按键的Touch面板，还包括：
距离传感器，用于检测手指到Touch按键的距离；
处理器，用于基于所述距离执行计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述Touch按键的感应方法的步骤。
7.如权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，所述距离传感器为电容传感器，用于采集手指与Touch按键所处位置的Touch面板之间的电容值。
8.如权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备为VR或者AR或者MR。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述Touch按键的感应方法的步骤。
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