CN113342216A - 一种触摸屏及触摸屏触控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及触摸屏技术领域，且特别是涉及一种触摸屏及触摸屏触控方法。一种触摸屏触控方法，根据触控动作产生的电容变化量信息获得各电极块的等效触控面积，比较各电极块的等效触控面积以确定触控点所在电极块，根据各电极块在第一维度和第二维度上的等效边长值确定触控点所在电极块上的触控坐标。一种触摸屏，电极块为直角三角形，电极块的第一直角边与第一维度所在的直线相平行，第二直角边在与第一维度正交的第二维度所在的直线相平行，每两个电极块构成180°旋转对称的矩形互容单元或平行四边形互容单元，本发明通过将电极块的形状设计成直角三角形以及通过计算其等效触控面积，计算获得更加准确的触控坐标，从而取得更佳的触控效果。

Description

一种触摸屏及触摸屏触控方法

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，且特别是涉及一种触摸屏及触摸屏触控方法。

背景技术

电容式触摸屏广泛应用于手机、平板电脑等电子设备，实现使用者与电子设备之间的人机交互；其根据触摸屏上感应电极的电容变化来确定触摸点的位置。

现有技术中，触摸屏中电极块分割的主要原则是每个电极块大小近似相等，如图1为现有技术中触摸屏的矩形电极块排列示意图，在非异形屏中电极F均为矩形的电极块；另外，触摸屏的电极F在异形屏中非异形区域为矩形，而在异形区域近似矩形。每个电极F的尺寸近似相等，电极F的分割较为规整，因此在触摸屏平面内各位置的触控效果相同，但相对于现在游戏流行的时代，无法满足对局部位置的更加细致准确的触控要求。

此外，因现有技术的触摸屏在各个位置的触控效果相同，使得在特殊使用的屏幕情况下，对于特殊位置、特殊方向有较高较精细的触控效果的要求时，现有技术的触摸屏电极块的设计并不能满足对部分位置的精细触控以及加强方向性触控效果的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触摸屏及触摸屏触控方法，以解决现有技术中触摸屏电极块的设计无法满足对部分位置的精细触控要求的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供一种触摸屏触控方法，包括：

获取触控动作产生的电容变化量的信息；

根据所述电容变化量获得各电极块的等效触控面积；

比较所述各电极块的所述等效触控面积以确定触控点所在电极块；

根据所述等效触控面积获得各电极块在第一维度以及与所述第一维度正交的第二维度上的等效边长值；

根据所述各电极块的所述等效边长值确定所述触控点所在电极块上的触控坐标。

进一步地，比较所述各电极块的所述等效触控面积以确定触控点所在电极块的步骤包括；所述各电极块中，所述等效触控面积最大的所述电极块为所述触控点所在电极块。

进一步地，所述各电极块包括在所述第一维度上的第一边长和在所述第二维度上的第二边长，所述触控点所在电极块的所述第一边长和所述第二边长的交点为坐标原点。

进一步地，所述第一维度包括第一方向和与所述第一方向相反的第二方向，所述第二维度包括第三方向和与所述第三方向相反的第四方向，根据所述各电极块的所述等效边长值计算所述等效触控面积在所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向和所述第四方向上的等效触控距离。

进一步地，根据所述触控点所在电极块的第一边长以及在所述第一维度两个方向上的所述等效触控距离得到触控点在第一维度上的第一坐标值；根据所述触控点所在电极块的第二边长以及所述第二维度两个方向上的所述等效触控距离得到触控点在第二维度上的第二坐标值。

进一步地，所述第一坐标值与所述第一方向上的所述等效触控距离的比值等于所述第一边长与所述第一维度上所述等效触控距离的比值；

进一步地，所述第二坐标值与所述第三方向上所述等效触控距离的比值等于所述第二边长与所述第二维度上所述等效触控距离的比值。

进一步地，所述电容变化量和所述等效触控面积成正比。

进一步地，

本发明还提供一种触摸屏，包括多个电极块，所述电极块为直角三角形，所述电极块的第一直角边与第一维度所在的直线相平行，所述电极块的第二直角边与第二维度所在的直线相平行，所述第一维度与所述第二维度正交。

进一步地，每两个所述电极块构成180°旋转对称的矩形互容单元或平行四边形互容单元。

本发明通过提供一种触摸屏及触摸屏触控方法，通过将电极块的形状设计成直角三角形以及通过计算其等效触控面积，利用该形状下各电极块各不相同的等效触控面积获得各电极块的等效边长值，计算获得更加准确的触控坐标，从而取得更佳的触控效果。

附图说明

图1为现有技术中触摸屏的矩形电极块的排列示意图。

图2为本发明实施例中触摸屏的三角形电极块的排列示意图。

图3为现有技术中单点触控耦连的矩形电极块个数示意图。

图4为本发明实施例中单点触控耦连的三角形电极块个数示意图。

图5为现有技术中模拟划直线触控动作时决定直线位置的电极块分布示意图。

图6为本发明实施例中模拟划直线触控动作时决定直线位置的电极块分布示意图。

图7a至图7d分别为本发明实施例中电极块在四个方向上的触控动作相关参数示意图。

图8为现有技术中特定方向下触控面积变化量与触控距离在关系曲线示意图。

图9为本发明实施例中特定方向下触控面积变化量与触控距离关系曲线示意图。

图10为本发明实施例中特定方向下等效触控面积与触控距离关系曲线示意图。

图11a和图11b为本发明实施例中等效边长值计算相关参数示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实施例提供了一种触摸屏，包括多个感应电极块，电极块包括横向电极和纵向电极，在单层的互电容阵列中，横向电极和纵向电极之间形成互电容，当发生触控动作时，触控点附近两个电极发生耦连，从而使这两个电极之间的电容值发生改变，触摸屏的控制电路可以对感应电极块进行检测得到互电容阵列中各位置的电容变化量，从而计算每个触控点的坐标，更详细的触控原理，在此不再赘述。

图1为现有技术中电极排列示意图，图2为本发明实施例中触摸屏的三角形电极块的排列示意图，请参考图1和图2，电极块E为直角三角形，电极块E的第一直角边与第一维度X所在的直线相平行，第二直角边在与第一维度X正交的第二维度Y所在的直线相平行，每两个相邻电极块E构成180°旋转对称的矩形互容单元或平行四边形互容单元。目前现有技术中电极块F(参考图1)的尺寸约为4mm×4mm，人体手指尺寸在8mm～15mm，为实现触控的准确性，电极块E的尺寸也应在8mm～15mm内，本实施例中三角形电极块E为等腰直角三角形，其面积与现有技术中电极F的面积相同，约为16mm²，在其他实施例中，直角三角形的两条直角边长只需满足其构成的直角三角形面积约为16mm²或其他符合触控精度要求的电极块面积即可，两条直角边并不一定要相等。

图3为现有技术中模拟单点触控耦连的矩形电极块个数示意图，图4为本发明实施例中模拟单点触控耦连的三角形电极块个数示意图，请参考图3和图4，可见模拟单点触控时，现有技术中耦连的电极块个为9个，而本实施例中耦连的电极块个数为17个；更进一步地，图5为现有技术中模拟划直线触控动作时决定直线位置的电极块分布示意图，图6为本发明实施例中模拟划直线触控动作时决定直线位置的电极块分布示意图，请参考图5和图6可得，模拟划直线触控动作时，现有技术中决定直线200位置的水平方向上的电极块个数为3个，而本发明实施例中决定直线300位置的水平方向上的电极块个数为6个，因此在本发明实施例中电极块E与现有技术中的电极块F尺寸相同的前提下，本发明因触控发生耦连的电极块数量更多，能产生的电容变化量数据越多，触控位置的确定便越精确。

更进一步地，当电极块E的形状为直角三角形时，电极块在不同方向的触控动作产生的等效触控面积S不同，触控面积变化量ΔS也不相同，具体的，图7a至图7d分别为本发明实施例中电极块在四个方向上的触控动作相关参数示意图，请参考图7a至图7d，以Y₃、Z₅、X₁和Z₆这四个方向为例，对相应方向上的等效触控面积S变化进行说明。需要说明的是，电极块E在第一维度X上的第一边长为a和在第二维度Y上的第二边长为b，Y₃、Z₅、X₁和Z₆这四个方向的触控动作产生的触控距离分别记作d₁、d₂、d₃和d₄，Y₃、Z₅、X₁和Z₆这四个方向的触控动作产生的等效触控面积S分别为S₁、S₂、S₃和S₄，Y₃、Z₅、X₁和Z₆这四个触控方向下，等效触控面积S₁、S₂、S₃和S₄随着触控距离d₁、d₂、d₃和d₄变化的计算过程如下：

其中，S₂包括S₂₁和S₂₂，S₂₁表示触控距离d₂在

范围时的等效触控面积，S₂₂表示触控距离d₂在

范围时的等效触控面积。

除上述举例说明的4个方向以外的其他各个方向的触控距离和等效触控面积S之间的关系计算在此不再详细说明，而本领域技术人员应当知晓，对上述不同方向的等效触控面积S与触控距离的关系式求导可获得对应方向上的触控面积变化量ΔS与触控距离的关系，求导过程在此不再赘述，而根据该触控面积变化量ΔS与触控距离之间的关系，可绘制不同方向下的触控面积变化量ΔS与触控距离关系曲线图。

图8为现有技术中特定方向下触控面积变化量与触控距离在关系曲线示意图。图9为本发明实施例中特定方向下触控面积变化量与触控距离关系曲线示意图，请参考图8和图9，显然，本实施例中，电极块E在Y₃、Z₅、X₁和Z₆这四个不同触控方向下的触控面积变化量ΔS₁、ΔS₂、ΔS₃和ΔS₄各不相同，而现有技术中触控电极块F的触控面积变化量ΔS_F随触控距离变化几乎不发生变化。除上述举例说明的4个方向以外的其他各个方向的触控距离和触控面积变化量ΔS之间的关系计算在此也不再详细说明，因此当触摸屏获取触控动作产生的实际的触控距离和电容变化量的信息，并且根据电容变化量信息计算触控面积变化量ΔS后便可利用预设的触控距离和触控面积变化量ΔS之间的关系模型，利用其直角三角形形状下触控电极在不同方向的触控面积变化量ΔS具有明显的不同，可获得更精细的方向性触控，取得更佳的触控效果。

更进一步地，由电容公式

可知，利用电容变化量与触控面积成正比，各个电极块E可通过电容变化量信息获得等效触控面积S，图10为本发明实施例中特定方向下等效触控面积与触控距离关系曲线示意图，请参考图10，以Y₃、Z₅、X₁和Z₆这四个触控方向下的触控动作为例，直角三角形电极块E在不同触控距离下其等效触控面积S₁、S₂、S₃和S₄均不相同，因此可通过比较各电极块E的等效触控面积S，将等效触控面积S最大的电极块E确定为触控点所在电极块E₁，进一步地，根据等效触控面积S获得各个电极块E在第一维度X和与第一维度X正交的第二维度Y上的等效边长值，最后根据各电极块E的等效边长值确定触控点所在电极块E₁上的触控坐标。

触控坐标的具体地计算过程如下：

图11a和图11b为本发明实施例中等效边长值计算相关参数示意图，请参考图11a和图11b，第一维度X包括第一方向X₁和与第一方向X₁相反的第二方向X₂，第二维度Y包括第三方向Y₃和与第三方向Y₃相反的第四方向Y₄，首先将触控点所在电极块E₁的第一边长a和第二边长b的交点定为坐标原点O，如图11a所示，将触控点所在电极块E₁以外的其他各个耦连电极块分别记作E₂、E₃、E₄...E₁₆和E₁₇，利用电容变化量与触控面积成正比，各个电极块E可通过电容变化量信息获得等效触控面积S，再根据各个电极块E的等效触控面积S，可获得直角三角形电极块的等效边长值，本实施例中，将电极块E₂、E₃...E₈和E₉在第一维度X上的等效边长值分别记作a_(max+1)、a_(max+2)...a_(max+8)和a_(max+9)，将电极块E₂、E₃...E₈和E₉在第二维度Y上等效边长值分别记作b_(max+1)、b_(max+2)...b_(max+8)和b_(max+9)；将电极块E₁₀、E₃...E₁₆和E₁₇在第一维度X上的等效边长值分别记作a_(max-1)、a_(max-2)...a_(max-8)和a_(max-9)，将电极块E₁₀、E₃...E₁₆和E₁₇在第二维度Y上等效边长值分别记作b_(max-1)、b_(max-2)...b_(max-8)和b_(max-9)。

更进一步地，根据各电极块E的等效边长值可计算等效触控面积S在第一方向X₁上的等效触控距离B、第二方向X₂上的等效触控距离C、第三方向Y₃上的等效触控距离A和第四方向Y4上的等效触控距离D，具体的计算过程如下：

其中θ表示触控点所在电极块E1的等效触控面积在坐标轴上的等效触控角，利用触控点100的第一坐标值x与第一方向X1上的等效触控距离B的比值等于第一边长a与第一维度X上等效触控距离的比值，即

第二坐标值y与第三方向Y3上等效触控距离A的比值等于第二边长b与第二维度Y上等效触控距离的比值，即

得到触控点100的坐标值x和y，即

因本实施例中，电极块E在不同触控距离下其等效触控面积S均不相同，故可通过上述计算获得更加准确的触控坐标。

本发明提供一种触摸屏及触摸屏触控方法，通过将电极块的形状设计成直角三角形以及通过计算其等效触控面积S，利用该形状下各电极块各不相同的等效触控面积获得各电极块的等效边长值，计算获得更加准确的触控坐标，从而取得更佳的触控效果。

在本文中，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种触摸屏触控方法，其特征在于，包括：

获取触控动作产生的电容变化量的信息；

根据所述电容变化量获得各电极块(E)的等效触控面积(S)；

比较所述各电极块(E)的所述等效触控面积(S)以确定触控点所在电极块(E1)；

根据所述等效触控面积(S)获得各电极块(E)在第一维度(X)以及与所述第一维度(X)正交的第二维度(Y)上的等效边长值；

根据所述各电极块(E)的所述等效边长值确定所述触控点所在电极块(E1)上的触控坐标。

2.根据权利要求1所述的触摸屏触控方法，其特征在于，比较所述各电极块(E)的所述等效触控面积(S)以确定触控点所在电极块(E1)的步骤包括：所述各电极块(E)中，所述等效触控面积(S)最大的所述电极块(E)为所述触控点所在电极块(E₁)。

3.根据权利要求2所述的触摸屏触控方法，其特征在于，所述各电极块(E)包括在所述第一维度(X)上的第一边长(a)和在所述第二维度(Y)上的第二边长(b)，所述触控点所在电极块(E₁)的所述第一边长(a)和所述第二边长(b)的交点为坐标原点(O)。

4.根据权利要求1所述的触摸屏触控方法，其特征在于，所述第一维度(X)包括第一方向(X₁)和与所述第一方向(X₁)相反的第二方向(X₂)，所述第二维度(Y)包括第三方向(Y₃)和与所述第三方向(Y3)相反的第四方向(Y₄)，根据所述各电极块(E)的所述等效边长值计算所述等效触控面积(S)在所述第一方向(X₁)、所述第二方向(X₂)、所述第三方向(Y₃)和所述第四方向(Y₄)上的等效触控距离。

5.根据权利要求4所述的触摸屏触控方法，其特征在于，根据所述触控点所在电极块(E₁)的第一边长(a)以及在所述第一维度(X)两个方向上的所述等效触控距离得到触控点(100)在第一维度(X)上的第一坐标值(x)；根据所述触控点所在电极块(E₁)的第二边长(b)以及所述第二维度(Y)两个方向上的所述等效触控距离得到触控点(100)在第二维度(Y)上的第二坐标值(y)。

6.根据权利要求5所述的触摸屏触控方法，其特征在于，所述第一坐标值(x)与所述第一方向(X₁)上的所述等效触控距离的比值等于所述第一边长(a)与所述第一维度(X)上所述等效触控距离的比值。

7.根据权利要求5所述的触摸屏触控方法，其特征在于，所述第二坐标值(y)与所述第三方向(Y₃)上所述等效触控距离的比值等于所述第二边长(b)与所述第二维度(Y)上所述等效触控距离的比值。

8.根据权利要求1所述的一种触摸屏触控方法，其特征在于，所述电容变化量和所述等效触控面积(S)成正比。

9.一种触摸屏，包括多个电极块(E)，其特征在于，所述电极块(E)为直角三角形，所述电极块(E)的第一直角边与第一维度(X)所在的直线相平行，所述电极块(E)的第二直角边与第二维度(Y)所在的直线相平行，所述第一维度(X)与所述第二维度(Y)正交。

10.根据权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，每两个所述电极块(E)构成180°旋转对称的矩形互容单元或平行四边形互容单元。

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