CN115657880B - 自互容电容触摸传感器信号判断方法及其应用 - Google Patents
自互容电容触摸传感器信号判断方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明揭示了一种自互容电容触摸传感器信号判断方法及其应用、电子装置及介质,所述判断方法包括收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况;将某一行或者某一列的互容和该行或者该列所在的自容作为一组,根据每一组中互容信号和自容信号的变化情况,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相同,且自互容信号变化量满足设定比例关系,则判断为发生环境温度变化,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相反,则判断为发生导体触摸传感器。本发明能够对传感器的信号具有准确直接的判断。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,特别是涉及一种自互容电容触摸传感器信号判断方法及其应用。
背景技术
电容触摸传感器传统上根据自互容的电容信号由于导体的介入而引入的变化仅仅用来判断是否有接地导体触摸。然而在实际使用过程中,电信号容易很容易收到环境物理的影响,比如电磁干扰,温度变化,以及电容自身的形变。
因此,如何能够准确的识别这些影响,对触摸屏的应用有较大的帮助。本发明希望至少能够实现部分影响因素的识别。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种自互容电容触摸传感器信号判断方法及其应用,主要实现对传感器信号例如温度信号的准确识别判断,并在此基础上实现电容信号基准线的更新,提高触摸性能。
为解决上述技术问题,根据本发明的第一方面,提供一种自互容电容触摸传感器信号判断方法,用于判断是否发生环境温度变化以及是否有导体触摸传感器,包括:
收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况;
将某一行或者某一列的互容和该行或者该列所在的自容作为一组,根据每一组中互容信号和自容信号的变化情况,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相同,且自互容信号变化量满足设定比例关系,则判断为发生环境温度变化,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相反,则判断为发生导体触摸传感器。
进一步的,若互容电容值变大,自容电容值变大,且变化的大小满足自互容温度属性比例,则判断为仅有温度上升;
若互容电容值减小,自容电容值减小,且变化的大小满足自互容温度属性比例,则判断为仅有温度下降;
若互容电容值减小,自容电容值增大,判断为仅有导体接触。
进一步的,所述自互容电容传感器包括互容阵列,收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况包括:
累加同行的非触摸区域的互容信号,获得非触摸区域的同行互容变化;
累加同列的非触摸区域的互容信号,获得非触摸区域的同列互容变化;
获得非触摸区域的行对应的自容变化;
获得非触摸区域的列对应的自容变化。
进一步的,判断为温度影响信号后,还包括:根据电容变化情况获得温度变化值。
进一步的,所述温度变化值的计算过程包括:
根据行互容变化、列互容变化、行自容变化和列自容变化,得到行互容的温度变化 tRow
、列互容的温度变化 tCol
、行自容的温度变化 aRow 和列自容的温度变化 aCol ,
每次测量会得到一组如下数据:
则拟合后的温度变化为:
。
根据本发明的第二方面,提供一种根据第一方面的应用,包括:当判断为温度影响信号后,根据温度变化获得对应的电容变化量,从而修正对应的电容的基线。
进一步的,所述电容变化量包括:
非触摸区域的行互容变化,非触摸区域的列互容变化,非触摸区域的行自容变化,以及非触摸区域的列自容变化,
修正基线:,其中,表示拟合后的温度变化,
S为与
S tRow 、
S tCol 、
S aRow 和
S aCol 相关的函数,表示上一次基线。
进一步的,对接触区域的基线进行修正时,通过紧邻的非触摸区域基线的平均变化量进行修正。
根据本发明的第三方面,提供一种电子装置,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行第一方面所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法或者执行第二方面所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用。
根据本发明的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行第一方面所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法或者执行第二方面所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用。
相比于现有技术,本发明至少具有以下有益效果:本发明通过收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况,并根据自容信号的变化方向和互容信号的变化方向及变化量情况,判断出是发生环境温度变化还是发生导体接触,从而能够对传感器的信号具有准确直接的判断。
进一步的,本发明中根据电容触摸传感器对于温度的变化情况,可以使得电容传感器具有测量温度的功能。
进一步的,可以借助于分析出的结果,若是发生温度影响信号时,能够据此实现对基线进行修正。由此,规避了导体触摸时不进行修正的情况,实现在有导体触摸的情况下也能更新基线值,从而避免因温度变化引起的触摸性能下降,确保触摸有效信号的稳定性,提高触摸性能。
附图说明
图1为本发明一个实施例中的自互容电容触摸传感器的拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的自互容电容触摸传感器信号判断方法及其应用进行更详细的描述,其中表示了本发明的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明,而仍然实现本发明的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明实施例提出了一种自互容电容传感器信号判断方法,用于判断是否发生环境温度变化以及是否有导体触摸传感器,包括:
收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况;
将某一行或者某一列的互容和该行或者该列所在的自容作为一组,根据每一组中互容信号和自容信号的变化情况,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相同,且自互容信号变化量满足设定比例关系,则判断为发生环境温度变化,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相反,则判断为发生导体触摸传感器。
本发明通过收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况,并根据自容信号的变化方向和互容信号的变化方向情况,判断出是发生环境温度变化还是发生导体接触,从而能够对传感器的信号具有准确直接的判断。
以下列举所述自互容电容触摸传感器信号判断方法的较优实施例,以清楚的说明本发明的内容,应当明确的是,本发明的内容并不限制于以下实施例,其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
在一个实施例中,在收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况执行之前,可以先进行接触区域和非接触区域的识别,这一识别操作可以采用多种可行的方式进行,对此本发明并不做特别的限定。
示例性的,下文展示一种可行的识别操作方式:
确定是否有触摸区域,根据触摸区域来确定非触摸区域的范围。
例如:如果自容变得足够大且与其对应的互容有相反的变化,则可以获得自容和互容的触摸区域。由此就可以得出非触摸区域的范围。
可参考图1所示,本发明实施例中的自互容电容传感器的拓扑结构包括m行n列的互容1阵列,在互容阵列一侧设置有一行自容2,在互容阵列的另一侧还设置有一列自容。
由此,本发明中的自互容电容传感器,主要包括两部分:互容电容传感器,主要依靠寄生在两个导体间的电容变化而工作;自容电容传感器,主要依靠寄生在导体和地之间的电容变化而工作。
例如,所述自互容电容传感器包括ITO电容触摸传感器或PCB电容触摸传感器中。本方法可应用在多种电容触摸设备上,包括但不限于:手机触摸屏、PAD触摸屏以及电脑触摸板等触摸产品。
在一个示例中,收集非接触区域的互容信号的变化情况包括:
累加同行的非触摸区域的互容信号:
,其中表示第i行j列的互容信号。
非触摸区域的同行互容变化:
,
表示上一次统计的同行互容值。
累加同列的非触摸区域的互容信号:
。
非触摸区域的同列互容变化:
表示上一次统计的同列互容值。
对于非接触区域的自容信号的变化情况,采取如下方式:
非触摸区域的行对应的自容变化:
,
C aRow [
i]表示第i行的自容,表示上一次统计的对应电容值。
非触摸区域的列对应的自容变化:
,
C aCol [
j]表示第j列的自容,表示上一次统计的对应电容值。
在一个示例中,将某一行或者某一列的互容和该行或者该列所在的自容作为一组,由此获得多组比较数据,根据每一组中互容信号和自容信号的变化情况,判断出受温度影响的互容和自容。
其中,根据对应的互容和自容电容值的变化来确定相应的温度变化量。如果非接触区域的互容和自容信号显示出它们的电容值具有相同方向的变化趋势,则认为所述非接触区域发生了温度改变。
在本发明实施例中,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相同,且自互容信号变化量满足设定比例关系,则判断为温度发生变化;例如,若互容电容值变大,自容电容值变大,且变化的大小满足自互容温度属性比例,则判断为仅有温度上升;若互容电容值减小,自容电容值减小,且变化的大小满足自互容温度属性比例,则判断为仅有温度下降。若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相反,判定为发生导体触摸,例如,若互容电容值减小,自容电容值增大,判断为仅有导体接触。
对于电容触摸屏传感器,一旦其材料和设计确定,那么它的自互容范围也基本确定。当温度变化时,由于材料的介电常数(电容率)会有相应的变化,但是电容器的形状又基本不变,所以自互容的电容变化会和介电常数的变化一致。所以自容和互容的电容随温度的变化总是保持某一固定比例。根据自互容的电容变化趋势,以及自互容温度属性比例,再加上变化率的极限设定可以比较准确地测量出温度信息。这一自互容温度属性比例关系由传感器的结构决定,因此可以事先通过仿真或实验室数据采集获得。对于变化率的极限,则主要根据应用场景而定,例如在某一场景下1℃/ms为不会发生的情况,则可以将1℃/ms作为这一场景下的变化率的极限。
例如:针对某一电容屏,由于其材质和结构固定,则其互容和自容的变化与温度的变化会有一特定的函数关系,通过采集数据,可以拟合出这些函数。假设这些电容变化与温度差的函数关系是:
且满足以下关系:
为基于该传感器自互容温度变化比例系数。
根据 (电容变化)可以得到对应的。因此每次测量会得到一组如下数据:
则拟合后的温度变化为:
其中, tRow
、 tCol
、 aRow
、 aCol 分别表示对应的行互容的温度变化、列互容的温度变化、行自容的温度变化和列自容的温度变化。本发明中考虑的是,因为制造工艺、测量误差的存在,每个电容测得的温度变化不相同,但是理论上它们又代表同一个变化温度,所以,采用平均值做评估值。这样尽可能的与实际值靠近。
在本发明的另一个实施例中,还提供一种自互容电容传感器信号判断方法的应用,主要涉及:
当判断为温度影响信号后,根据拟合后的温度变化获得对应的电容变化量,从而修正对应的电容的基线。
其中,所述电容变化量包括:
非触摸区域的行互容变化,非触摸区域的列互容变化,非触摸区域的行自容变化,以及非触摸区域的列自容变化,
所述修正基线:,其中,
S为与
S tRow 、
S tCol 、
S aRow 和
S aCol 相关的函数,表示上一次基线。
之后,依据修正后的非接触区域的基线,对接触区域的基线进行修正。
作为示例,触摸区域的基线可以通过紧邻的非触摸区域基线的平均变化量进行修正。
本发明的另一个实施例中,还提供一种电子装置,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法或者其应用。具体实现方式和技术效果类似,在此不再赘述。
该电子装置可以是服务器、计算机等设备。
在上述电子装置中可以是一个处理器,在一些实施例中,还可以包括多个处理器,因此本发明中描述的一个处理器执行的步骤也可以由多个处理器联合执行或单独执行。例如,若电子设备的处理器执行步骤A和步骤B,则应该理解,步骤A和步骤B也可以由两个不同的处理器共同执行或者在一个处理器中单独执行。例如,第一处理器执行步骤A,第二处理器执行步骤B,或者第一处理器和第二处理器共同执行步骤A和B等。
在一些实施例中,处理器可以包括一个或多个处理核(例如,单核处理器(S)或多核处理器(S))。仅作为举例,处理器可以包括中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、专用指令集处理器(Application Specific Instruction-set Processor,ASIP)、图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)、物理处理单元(Physics Processing Unit,PPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array,FPGA)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)、控制器、微控制器单元、简化指令集计算机(Reduced Instruction Set Computing,RISC)、或微处理器等,或其任意组合。
本发明的另一个实施例中,还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行自互容电容触摸传感器信号判断方法或者其应用。具体实现方式和技术效果类似,在此不再赘述。
计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体,可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于,相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种自互容电容触摸传感器信号判断方法,用于判断是否发生环境温度变化以及是否有导体触摸传感器,其特征在于,包括:
收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况;
将某一行或者某一列的互容和该行或者该列所在的自容作为一组,根据每一组中互容信号和自容信号的变化情况,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相同,且自互容信号变化量满足设定比例关系,所述设定比例关系为自互容温度属性比例关系,所述自互容温度属性比例关系由传感器的结构决定,则判断为发生环境温度变化,若自容信号的变化方向和互容信号的变化方向相反,则判断为发生导体触摸传感器。
2.根据权利要求1所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法,其特征在于,
若互容电容值变大,自容电容值变大,且变化的大小满足自互容温度属性比例,则判断为仅有温度上升;
若互容电容值减小,自容电容值减小,且变化的大小满足自互容温度属性比例,则判断为仅有温度下降;
若互容电容值减小,自容电容值增大,判断为仅有导体接触。
3.根据权利要求2所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法,其特征在于,所述自互容电容传感器包括互容阵列,收集非接触区域的互容信号和自容信号的变化情况包括:
累加同行的非触摸区域的互容信号,获得非触摸区域的同行互容变化;
累加同列的非触摸区域的互容信号,获得非触摸区域的同列互容变化;
获得非触摸区域的行对应的自容变化;
获得非触摸区域的列对应的自容变化。
4.根据权利要求3所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法,其特征在于,判断为发生环境温度变化后,还包括:根据电容变化情况获得温度变化值。
5.根据权利要求4所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法,其特征在于,所述温度变化值的计算过程包括:
根据行互容变化、列互容变化、行自容变化和列自容变化,得到行互容的温度变化 、列互容的温度变化 、行自容的温度变化和列自容的温度变化,
每次测量会得到一组如下数据:
则拟合后的温度变化为:
。
6.一种根据权利要求 5所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用,其特征在于,包括:当判断为温度影响信号后,根据温度变化获得对应的电容变化量,从而修正对应的电容的基线。
7.根据权利要求6所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用,其特征在于,所述电容变化量包括:
非触摸区域的行互容变化,非触摸区域的列互容变化,非触摸区域的行自容变化,以及非触摸区域的列自容变化,
修正基线:,其中,表示拟合后的温度变化,S为与S tRow 、S tCol 、S aRow 和S aCol 相关的函数,表示上一次基线。
8.根据权利要求7所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用,其特征在于,对接触区域的基线进行修正时,通过紧邻的非触摸区域基线的平均变化量进行修正。
9.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至5中任一项所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法或者执行所述权利要求6至8中任一项所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至5中任一项所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法或者执行所述权利要求6至8中任一项所述的自互容电容触摸传感器信号判断方法的应用。
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