專利名稱：一種觸摸檢測方法、系統(tǒng)及觸摸感應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種觸摸檢測方法、系統(tǒng)及觸摸感應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用觸摸感應(yīng)技術(shù)設(shè)計的各種觸摸感應(yīng)裝置一般包括接收用戶輸入的按鍵
或滑動等信號的觸摸傳感器，以及對觸摸傳感器接收到的信號進(jìn)行檢測、以確定觸摸感應(yīng)
裝置是否接收到用戶的輸入信號并判斷用戶輸入的是何種信號的觸摸檢測系統(tǒng)。 現(xiàn)有技術(shù)中，該觸摸檢測系統(tǒng)的采樣和積分、濾波等部分為硬件控制器結(jié)構(gòu)，需通
過特定的硬件電路實現(xiàn)對用戶輸入的信號的放大、濾波和積分等處理，再通過軟件計算觸
摸檢測信息并輸出檢測結(jié)果。由于放大、濾波和積分等特定硬件電路結(jié)構(gòu)的存在，使得現(xiàn)有
技術(shù)提供的各種觸摸感應(yīng)裝置均需要采用專用芯片來實現(xiàn)，使用不靈活、成本高，且容易造
成行業(yè)的壟斷，不利于技術(shù)的普及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種觸摸檢測方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的觸摸感應(yīng)裝置中的觸摸檢測系統(tǒng)為全硬件控制器結(jié)構(gòu)，使得現(xiàn)有的觸摸感應(yīng)裝置需要采用專用芯片來實現(xiàn)，使用不靈活、成本高的問題。 本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種觸摸檢測方法，所述方法包括以下步驟
控制驅(qū)動信號發(fā)生單元向觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的數(shù)字化采樣單元采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號后，由所述數(shù)字化采樣單元對所述感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理； 將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后得到的數(shù)字化采樣值進(jìn)行存儲，并對存儲后的所述數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到檢測值； 判斷所述檢測值是否大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值，獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果。 本發(fā)明實施例的另一 目的在于提供一種觸摸檢測系統(tǒng)，包括通過自耦方式或互耦方式與觸摸面板類裝置連接的至少一個觸摸傳感器，以及與所述觸摸傳感器連接的驅(qū)動信號發(fā)生單元，所述系統(tǒng)還包括與所述觸摸傳感器連接的具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的數(shù)字化采樣單元，中央控制單元以及采樣存儲單元，所述數(shù)字化采樣單元是通過所述采樣存儲單元連接所述中央控制單元的； 所述中央控制單元用于控制所述驅(qū)動信號發(fā)生單元向所述觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制所述數(shù)字化采樣單元采樣由所述觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號后，由所述數(shù)字化采樣單元對采樣得到的感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到數(shù)字化采樣值，之后，由所述采樣存儲單元存儲所述數(shù)字化采樣值，之后所述中央控制單元通過軟件對所述采樣存儲單元存儲的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時， 將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到檢測值，之后，判斷所述檢測 值是否大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值，獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信 息，并輸出檢測結(jié)果。 本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種觸摸感應(yīng)裝置，包括一觸摸檢測系統(tǒng)，所 述觸摸檢測系統(tǒng)采用如上所述的觸摸檢測系統(tǒng)。 本發(fā)明實施例通過軟件控制驅(qū)動信號發(fā)生單元發(fā)出驅(qū)動信號，控制數(shù)字化采樣單 元采樣感應(yīng)信號，并通過軟件對采樣值進(jìn)行數(shù)值積分和與基準(zhǔn)作差等處理后得到檢測值， 之后獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，或更進(jìn)一步通過對獲取的 觸摸檢測信息進(jìn)行其它相關(guān)計算，再輸出檢測結(jié)果，實現(xiàn)了對用戶輸入的觸摸信號的檢測， 不必使用專用芯片，使用靈活、成本低，更有利于技術(shù)的普及。


圖1是本發(fā)明實施例提供的觸摸檢測方法的流程圖；
圖2是本發(fā)明實施例提供的觸摸檢測系統(tǒng)的原理框圖；
圖3是圖2的具體結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明一個實施例提供的圖3中驅(qū)動信號發(fā)生單元、數(shù)字化采樣單元以及 觸摸傳感器的連接電路圖； 圖5A是應(yīng)用圖4所示電路時，驅(qū)動信號與相應(yīng)采樣通道的感應(yīng)信號的第一種波形 圖； 圖5B是應(yīng)用圖4所示電路時，驅(qū)動信號與相應(yīng)采樣通道的感應(yīng)信號的第二種波形 圖； 圖5C是圖4中，對應(yīng)圖5A所述的第一種波形圖的另一波形圖； 圖5D是圖4中，對應(yīng)圖5B所述的第二種波形圖的另一波形圖； 圖6是本發(fā)明另一實施例提供的圖3中驅(qū)動信號發(fā)生單元、數(shù)字化采樣單元以及
觸摸傳感器的連接電路； 圖7是應(yīng)用圖6所示電路時，在高采樣率下驅(qū)動信號與相應(yīng)采樣通道的感應(yīng)信號 對應(yīng)的波形圖； 圖8是應(yīng)用圖6所示電路時，在低采樣率下驅(qū)動信號與相應(yīng)采樣通道的感應(yīng)信號 對應(yīng)的波形圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。 本發(fā)明實施例通過軟件控制驅(qū)動信號發(fā)生單元發(fā)出驅(qū)動信號，控制數(shù)字化采樣單 元采樣感應(yīng)信號，并通過軟件對采樣值進(jìn)行數(shù)值積分和與基準(zhǔn)值作差等處理后得到檢測 值，之后獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果。
圖l示出了本發(fā)明實施例提供的觸摸檢測方法的流程，為了便于說明，僅示出了
5與本發(fā)明實施例相關(guān)的步驟。 在步驟S101中，控制驅(qū)動信號發(fā)生單元向觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制數(shù)字 化采樣單元采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號，之后由該數(shù)字化采樣單元對該 感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。 其中的觸摸傳感器具體可以是通過自耦方式和/或互耦方式與觸摸面板類裝置 連接的、與至少一個采樣通道分別對應(yīng)的至少一個感應(yīng)類元器件，如與至少一個采樣通道 分別對應(yīng)傳感器上的至少一個自耦電容或互耦電容等，而該觸摸面板類裝置是指現(xiàn)有任何 能夠接收用戶輸入的觸摸信號的觸摸面板類裝置，如觸摸鍵、滑條、轉(zhuǎn)輪、觸摸板、觸摸屏 等，該觸摸信號可以是按鍵式觸摸信號或滑動式觸摸信號或其它類型的觸摸信號；其中的 驅(qū)動信號可以為脈沖方波、三角波或正弦波等，而數(shù)字化采樣單元具體可以是在該驅(qū)動信 號相鄰周期的固定相位點采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號的，當(dāng)然也可以是 在相鄰周期的不同相位點進(jìn)行采樣的。 在步驟S102中，將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后得到的數(shù)字化采樣值存入采樣存儲單元之中， 對存入采樣存儲單元之中的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次 數(shù)時，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到檢測值。該積分處理既 可以是在數(shù)字化采樣單元進(jìn)行采樣的同時進(jìn)行，也可以等到采樣完畢后，對存儲的多個數(shù) 字化采樣值一起進(jìn)行積分處理。 其中的基準(zhǔn)值既可以是檢測開始之前預(yù)存的，即在步驟S101之前進(jìn)行預(yù)存的，也 可以是在檢測開始之后的一段時間內(nèi)自動計算并存儲的，本發(fā)明實施例中，基準(zhǔn)值是在檢 測開始之后的一段時間內(nèi)自動計算并存儲的，此時，在積分處理得到的積分值與預(yù)存的基 準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理的步驟之前還包括以下步驟在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，對模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的數(shù)字 化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，并將該預(yù)設(shè)時間內(nèi)得到的多個積分值進(jìn)行一定計算(如求平 均)后作為基準(zhǔn)值并存儲。 進(jìn)一步地，本發(fā)明實施例在步驟S101之前還可以包括以下步驟上電初始化后開 始計時，并在計時時間達(dá)到預(yù)設(shè)計時時間后，執(zhí)行步驟S101。更進(jìn)一步地，在上電初始化后 以及開始計時之前，還包括將基準(zhǔn)值清零的步驟。 本發(fā)明實施例中，對存入采樣存儲單元之中的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理的 步驟具體為當(dāng)驅(qū)動信號為高電平信號時，將該驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積 分值做加和處理；當(dāng)驅(qū)動信號為低電平信號時，將該驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前 的積分值做差值處理。當(dāng)然，在具體實現(xiàn)時，還可以采用其它的積分處理方式來對數(shù)字化采 樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，例如，可以參考上述具體步驟，單獨對驅(qū)動信號為高電平信號時的 數(shù)字化采樣值進(jìn)行加和處理或差值處理，或者單獨對驅(qū)動信號為低電平信號時的數(shù)字化采 樣值進(jìn)行加和處理或差值處理，或者當(dāng)驅(qū)動信號為低電平信號時，將該驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù) 字化采樣值與當(dāng)前的積分值做加和處理、而當(dāng)驅(qū)動信號為高電平信號時，將該驅(qū)動信號對 應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積分值做差值處理等。另外在處理過程中，也不一定要對每一 個驅(qū)動信號對應(yīng)的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣處理，而與之相反，也可以一個驅(qū)動信號對應(yīng)的感應(yīng) 信號進(jìn)行多次采樣處理。當(dāng)然，在步驟S101之前，還包括預(yù)設(shè)初始積分值的步驟，為便于計 算，該初始積分值具體可以被預(yù)設(shè)為零。 在步驟S103中，根據(jù)檢測值與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的差值，判斷觸摸傳感器上的觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果。 本發(fā)明實施例中，步驟S103具體為當(dāng)判斷檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值時， 獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果；當(dāng)檢測值小 于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值時，則認(rèn)為用戶沒有輸入觸摸信號，此時產(chǎn)生的檢測值完全取決于外部環(huán) 境或其它干擾，為了提高后續(xù)檢測的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行基準(zhǔn)值更新的處理，具體為對于在 預(yù)設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍內(nèi)的檢測值，用該檢測值與當(dāng)前基準(zhǔn)值進(jìn)行一定計算(如求平均) 后替換當(dāng)前的基準(zhǔn)值，其中的預(yù)設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍的上限小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值。
為了使得步驟S102中得到的檢測值更加穩(wěn)定，本發(fā)明實施例中進(jìn)行了濾波處理， 但對于數(shù)值積分和濾波處理的先后順序沒有固定要求，可以視系統(tǒng)的要求或方便而定。為 了便于處理，本發(fā)明實施例中，先對存入采樣存儲單元之中的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分 處理，之后對積分處理后的積分值進(jìn)行濾波處理。 本發(fā)明實施例采用了軟件來對經(jīng)數(shù)字化采樣單元采樣得到的數(shù)字化采樣值進(jìn)行 積分等處理，進(jìn)而實現(xiàn)對用戶輸入的觸摸信號的檢測，不必使用專用芯片，使用靈活、成本 低，更有利于技術(shù)的普及。 圖2是本發(fā)明實施例提供的觸摸檢測系統(tǒng)的原理框圖，為了便于說明，僅示出了 于本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。 該觸摸檢測系統(tǒng)包括通過自耦方式或互耦方式與觸摸面板類裝置連接的至少一 個觸摸傳感器，與觸摸傳感器連接的數(shù)字化采樣單元13以及與觸摸傳感器連接的驅(qū)動信 號發(fā)生單元12，本發(fā)明實施例提供的檢測系統(tǒng)還包括中央控制單元11以及采樣存儲單元 14，數(shù)字化采樣單元13具體是通過采樣存儲單元14連接中央控制單元11的。中央控制單 元11用于控制驅(qū)動信號發(fā)生單元12向觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功 能的數(shù)字化采樣單元13采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號，并由數(shù)字化采樣 單元13對感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到數(shù)字化采樣值，之后，由采樣存儲單元14存儲數(shù) 字化采樣單元13模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后獲得的數(shù)字化采樣值。 其中的觸摸傳感器具體可以是通過自耦方式和/或互耦方式與觸摸面板類裝置 連接的、與至少一個采樣通道分別對應(yīng)的至少一個感應(yīng)類元器件，如與至少一個采樣通道 分別對應(yīng)傳感器上的至少一個自耦電容或互耦電容等，而該觸摸面板類裝置是指現(xiàn)有任何 能夠接收用戶輸入的觸摸信號的觸摸面板類裝置，如觸摸鍵、滑條、轉(zhuǎn)輪、觸摸板、觸摸屏 等，該觸摸信號可以是按鍵式觸摸信號或滑動式觸摸信號或其它類型的觸摸信號；其中的 驅(qū)動信號可以為脈沖方波、三角波或正弦波等，而數(shù)字化采樣單元13具體可以是在該驅(qū)動 信號相鄰周期的固定相位點采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號的，當(dāng)然也可以 是在相鄰周期的不同相位點進(jìn)行采樣的。 之后，中央控制單元11通過軟件對采樣存儲單元14存儲的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù) 值積分處理，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值 進(jìn)行差值處理，得到檢測值。該積分處理既可以是在數(shù)字化采樣單元13進(jìn)行采樣的同時進(jìn) 行，也可以等到采樣完畢后，對采樣存儲單元14存儲的多個數(shù)字化采樣值一起進(jìn)行積分處理。 其中的基準(zhǔn)值既可以是中央控制單元ll在檢測開始之前預(yù)存的，也可以是中央 控制單元11在檢測開始之后的一段時間內(nèi)自動計算并存儲的，本發(fā)明實施例中，基準(zhǔn)值是中央控制單元11在檢測開始之后的一段時間內(nèi)自動計算并存儲的，此時，中央控制單元11 在檢測開始之后的預(yù)設(shè)時間內(nèi)，還需要對采樣存儲單元14所存儲的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù) 值積分處理，并將該預(yù)設(shè)時間內(nèi)得到的多個積分值進(jìn)行一定計算(如求平均)后作為基準(zhǔn) 值并存儲。 進(jìn)一步地，中央控制單元11在控制驅(qū)動信號發(fā)生單元12向觸摸傳感器輸出驅(qū)動 信號之前，還可以在中央控制單元11上電初始化后開始計時，并在計時時間達(dá)到預(yù)設(shè)計時 時間后，控制驅(qū)動信號發(fā)生單元12向至少一個采樣通道輸出驅(qū)動信號。更進(jìn)一步地，在中 央控制單元11上電初始化后以及開始計時之前，中央控制單元11還需要先將采樣和基準(zhǔn) 值等初始化，例如將其清零。 本發(fā)明實施例中，對存入采樣存儲單元之中的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理的 步驟具體為當(dāng)驅(qū)動信號為高電平信號時，將該驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積 分值做加和處理；當(dāng)驅(qū)動信號為低電平信號時，將該驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前 的積分值做差值處理。在具體實現(xiàn)時，中央控制單元11還可以采用其它的積分處理方式來 對數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，例如，可以參考上述具體步驟，單獨對驅(qū)動信號為高電 平信號時的數(shù)字化采樣值進(jìn)行加和處理或差值處理，或者單獨對驅(qū)動信號為低電平信號時 的數(shù)字化采樣值進(jìn)行加和處理或差值處理，或者當(dāng)驅(qū)動信號為低電平信號時，將該驅(qū)動信 號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積分值做加和處理、而當(dāng)驅(qū)動信號為高電平信號時，將該 驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積分值做差值處理等。另外在處理過程中，也不一 定要對每一個驅(qū)動信號對應(yīng)的感應(yīng)信號進(jìn)行采樣處理，而與之相反，也可以一個驅(qū)動信號 對應(yīng)的感應(yīng)信號進(jìn)行多次采樣處理。當(dāng)然，中央控制單元11在控制驅(qū)動信號發(fā)生單元12 向觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號之前，還需要預(yù)設(shè)初始積分值，為便于計算，該初始積分值具體 可以被預(yù)設(shè)為零。 中央控制單元11在積分完畢之后，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn) 行差值處理，得到相應(yīng)采樣通道的檢測值。 之后，中央控制單元11判斷檢測值是否大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值，獲取檢測值大 于或等于所述閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果。當(dāng)檢測值小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值時， 則認(rèn)為用戶沒有輸入觸摸信號，此時產(chǎn)生的檢測值完全取決于外部環(huán)境或其它干擾，為了 提高后續(xù)檢測的準(zhǔn)確性，中央控制單元11需要進(jìn)行基準(zhǔn)值更新的處理，具體為對于在預(yù) 設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍內(nèi)的檢測值，用該檢測值與當(dāng)前基準(zhǔn)值進(jìn)行一定計算(如求平均)后 替換當(dāng)前的基準(zhǔn)值，其中的預(yù)設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍的上限小于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值。
為了使得中央控制單元11得到的相應(yīng)采樣通道的檢測值更加穩(wěn)定，本發(fā)明實施 例中進(jìn)行了濾波處理，但對于數(shù)值積分和濾波處理的先后順序沒有固定要求，可以視系統(tǒng) 的要求或方便而定。為了便于處理，本發(fā)明實施例中，中央控制單元11先對存入采樣存儲 單元之中的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分，之后對積分處理后的積分值進(jìn)行濾波處理。
本發(fā)明實施例提供的觸摸檢測系統(tǒng)由中央控制單元11采用軟件來對經(jīng)數(shù)字化采 樣單元模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字化采樣值進(jìn)行積分等處理，進(jìn)而實現(xiàn)對用戶輸入的觸摸信號的檢
測，不必使用專用芯片，使用靈活、成本低，更有利于技術(shù)的普及。 圖3示出了圖2的具體結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了于本發(fā)明實施例相關(guān)的部 分。
其中，中央控制單元11中的驅(qū)動控制模塊112用于控制驅(qū)動信號發(fā)生單元12向 觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號；中央控制單元11中的采樣控制模塊113用于控制具有模數(shù)轉(zhuǎn)換 功能的數(shù)字化采樣單元13采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號，并由數(shù)字化采 樣單元13對感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到數(shù)字化采樣值，且存儲于采樣存儲單元14之 中；中央控制單元11中的數(shù)值積分模塊114通過軟件控制對采樣存儲單元14中存儲的數(shù) 字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，并當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時，將積分處理得到的積 分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到檢測值；為了使中央控制單元所獲取的采樣值更 平穩(wěn)，因此在積分之后使用了濾波模塊115對積分值進(jìn)行濾波，當(dāng)然根據(jù)實際的需要濾波 模塊與積分模塊的工作順序可以交換，或者濾波模塊與積分模塊同時工作，中央控制單元 11中的存儲模塊116用于存儲基準(zhǔn)值、檢測值以及基準(zhǔn)閾值或基準(zhǔn)更新閾值范圍等數(shù)據(jù)； 中央控制單元11中的計時模塊111用于在中央控制單元11上電初始化后開始計時，使驅(qū) 動控制模塊112在達(dá)到預(yù)設(shè)計時時間后，控制驅(qū)動信號發(fā)生單元12向觸摸傳感器輸出驅(qū)動 信號，同時也使采樣控制模塊113在達(dá)到預(yù)設(shè)計時時間后，控制數(shù)字化采樣單元13采樣由 觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號；中央控制單元ll中的判斷模塊117用于判斷檢 測值與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值或基準(zhǔn)更新閾值范圍之間的關(guān)系。當(dāng)檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值 時，便在觸摸檢測信息處理及輸出模塊119中獲取相應(yīng)觸摸檢測信息并輸出檢測結(jié)果；當(dāng) 檢測值小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值且在預(yù)設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍內(nèi)時，由基準(zhǔn)值更新模塊118進(jìn)行基 準(zhǔn)值更新的處理，具體處理步驟如上所述，在此不再贅述。 此外，存儲模塊116還可以在檢測過程中，對數(shù)字化采樣單元13模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后 的數(shù)字化采樣值先行存儲，待采樣完畢后，再由軟件積分模塊114和/或濾波模塊115進(jìn)行 積分和/或濾波處理。 圖4示出了本發(fā)明一個實施例提供的圖3中驅(qū)動信號發(fā)生單元、數(shù)字化采樣單元 以及觸摸傳感器的連接電路。 其中，數(shù)字化采樣單元13具體包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，觸摸傳感器的兩端分別與數(shù) 字化采樣單元13和驅(qū)動信號發(fā)生單元12相連。該電路結(jié)構(gòu)是基于互耦方式進(jìn)行檢測的。 觸摸傳感器具體可以等效為互耦電容，該互耦電容的容值跟隨環(huán)境的變化(如按鍵)而變 化，從而使數(shù)字化采樣單元13接收到的感應(yīng)信號也發(fā)生變化。另外，觸摸傳感器與數(shù)字化 采樣單元13之間還可能存在電阻，該電阻可為走線電阻或串聯(lián)于電路中的電阻，甚至該電 阻可以置于數(shù)字化采樣單元13中，當(dāng)然該電阻也可以是采用其它電子元器的等效電阻。
為了調(diào)整采樣通道的靈敏度，本發(fā)明的該實施例中，在觸摸傳感器與數(shù)字化采樣 單元13之間，還可以進(jìn)一步包括一對地(或其它固定電壓位置)的電容。
進(jìn)一步地，上述觸摸傳感器與數(shù)字化采樣單元13之間，還可以通過一偏置電阻連 接一直流電壓(如VDD或地等，圖中未示出)，以獲得靜態(tài)偏置電壓；上述觸摸傳感器與數(shù) 字化采樣單元13之間還可以同時通過多個偏置電阻接地或VDD，以獲得介于0-VDD之間的 任靜態(tài)偏置電壓。 圖5A示出了應(yīng)用圖4所示的電路時，驅(qū)動信號A與相應(yīng)采樣通道的感應(yīng)信號B在 有偏置電阻情況下對應(yīng)的波形。因為有偏置電阻的存在，使觸摸傳感器(互耦電容)能夠 通過它進(jìn)行RC放電，所以數(shù)字化采樣單元13所接收到的感應(yīng)信號為微分波形。
圖5B示出了應(yīng)用圖4所示的電路時，驅(qū)動信號A與相應(yīng)采樣通道的多個感應(yīng)信號B在沒有偏置電阻情況下對應(yīng)的波形。因為此時觸摸傳感器(互耦電容)無法進(jìn)行RC放
電，因所以數(shù)字化采樣單元所接收到的感應(yīng)信號是類似于驅(qū)動信號的波形。 圖5A及圖5B中的驅(qū)動信號A以方波為例，其中的C1、C2、C3、C4、C5以及C6分別
為數(shù)字化采樣單元13進(jìn)行采樣的采樣點。對于采樣點的時間控制，如附圖中所示，該系統(tǒng)
在采樣時針對采樣信號與驅(qū)動信號之間采取了一定的相位差(延時T)來獲取最佳的采樣
效果。當(dāng)然一組感應(yīng)信號的采樣過程中該相位差(延時T)可以是固定的一個差值也可以
是一組差值，它沒有特定要求，可以依采樣的具體要求而定。 由于上述串聯(lián)(或走線)電阻的選值直接與圖4所示的電路結(jié)構(gòu)相關(guān)，對于不同 的電路結(jié)構(gòu)，該電阻具有較大的變換區(qū)間，如圖5C示出了圖5A在該電阻較大時，驅(qū)動信號 A與多個感應(yīng)信號B對應(yīng)的波形；同樣地，如圖5D示出了圖5B在該電阻較大時，驅(qū)動信號A 與相應(yīng)采樣通道的多個感應(yīng)信號B對應(yīng)的波形。對于這些情況，通過調(diào)整上述的相位差仍 可以獲取最佳的采樣效果，從而實現(xiàn)了適用于各種不同的電阻情況。 圖6示出了本發(fā)明另一實施例提供的圖3中驅(qū)動信號發(fā)生單元、數(shù)字化采樣單元 以及觸摸傳感器的連接電路。 其中，數(shù)字化采樣單元13具體包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，觸摸傳感器的一端接地，另一 端連接數(shù)字化采樣單元13，觸摸傳感器的另一端同時通過電阻R1連接驅(qū)動信號發(fā)生單元 12，所以該電路結(jié)構(gòu)是通過自耦方式進(jìn)行檢測的。其具體原理是利用電阻R1與觸摸傳感器 上電容的RC充放電特性。所述觸摸傳感器具體可以為等效為自耦電容，該自耦電容的容值 跟隨環(huán)境的變化(如按鍵)而變化，從而使數(shù)字化采樣單元13接收到的感應(yīng)信號也發(fā)生變 化。另外，觸摸傳感器與數(shù)字化采樣單元13之間還可能存在電阻，該電阻可為走線電阻或 串聯(lián)于電路中的電阻，甚至該電阻可以置于數(shù)字化采樣單元13中，當(dāng)然該電阻也可以是采 用其它電子元器的等效電阻。這些電阻同樣會對感應(yīng)信號產(chǎn)生影響，但運用上述的相位差 采樣方法仍可以獲取最佳的采樣效果。 為了調(diào)整采樣通道的靈敏度，本發(fā)明的該實施例中，觸摸傳感器與地(或其它固 定電壓位置)之間還可以包括電容(圖中未示出)。圖7示出了應(yīng)用圖6所示的電路時，驅(qū) 動信號D與相應(yīng)的感應(yīng)信號波形E，其中的Fl、 F2、 F3、 F4、 F5以及F6分別為數(shù)字化采樣單 元13進(jìn)行采樣的采樣點。對于采樣點的時間控制，如附圖中所示，該系統(tǒng)在采樣時針對采 樣信號與驅(qū)動信號之間采取了一定的相位差(延時T)來獲取最佳的采樣效果。當(dāng)然一組 感應(yīng)信號的采樣過程中該相位差(延時T)可以是固定的一個差值也可以是一組差值，它沒 有特定要求，可以依采樣的具體要求而定。
圖6所示電路結(jié)構(gòu)具有如下兩種比較典型的特征 特征一 當(dāng)檢測速率非常高，或者電路中電阻R1及自耦電容比較大，以致在檢測 過程中自耦電容都沒有完全充放電時均會出現(xiàn)類似于圖7所示的波形特征。如圖7所示， 由于按鍵后自耦電容增大，致使RC常數(shù)變大，充放電更不完全，以致E波形幅值A(chǔ)1進(jìn)一步 減小，這樣可以在圖中發(fā)現(xiàn)觸摸傳感器被觸摸后感應(yīng)信號的幅度小于被觸摸前感應(yīng)信號的 幅度，檢測值呈變小的趨勢。 特征二 當(dāng)檢測速率較低，或者電路中的電阻Rl及自耦電容比較小，能夠保證自 耦電容完全充放電，這時感應(yīng)電壓波形在觸摸傳感器被觸摸前后由于自耦電容充放電完 全，其幅度大小一致。但由于觸摸傳感器被觸摸后自耦電容增大，致使RC常數(shù)變大，充放電
10減緩，在采用相位差采樣的過程中，數(shù)字化采樣單元所獲得的感應(yīng)信號的幅度A1將比按鍵 前的幅度要大。 上述兩種檢測特都不影響本發(fā)明的正確檢測和應(yīng)用。當(dāng)然實際情況還可能出現(xiàn)上 述特征一與特征二共同出現(xiàn)的情況，即當(dāng)在某一臨界情況下，觸摸傳感器被觸摸前出現(xiàn)特 征二的情況，而被觸摸后卻出現(xiàn)了特征一的情況，本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)數(shù)字化采樣單元的 采樣率或者電阻Rl進(jìn)行解決。 本發(fā)明實施例還提供了 一種包括上述觸摸檢測系統(tǒng)的觸摸感應(yīng)裝置，該觸摸感應(yīng) 裝置可應(yīng)用于移動通信終端、MP3、MP4等電子設(shè)備上。 本發(fā)明實施例通過軟件控制驅(qū)動信號發(fā)生單元發(fā)出驅(qū)動信號，控制數(shù)字化采樣單 元采樣感應(yīng)信號，并通過軟件對采樣值進(jìn)行數(shù)值積分和與基準(zhǔn)作差等處理后得到檢測值， 之后獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，或更進(jìn)一步通過對獲取的 觸摸檢測信息進(jìn)行其它相關(guān)計算，再輸出檢測結(jié)果，實現(xiàn)了對用戶輸入的觸摸信號的檢測， 不必使用專用芯片，使用靈活、成本低，更有利于技術(shù)的普及。另外，該檢測方法同樣適用于 現(xiàn)有的自耦方式檢測以及互耦方式檢測電路及它們所產(chǎn)生的各種波形，簡化了電路結(jié)構(gòu)， 拓展了采樣電路的使用范圍。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來控制相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以在存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中， 所述的存儲介質(zhì)，如R0M/RAM、磁盤、光盤等。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種觸摸檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟控制驅(qū)動信號發(fā)生單元向觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的數(shù)字化采樣單元采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號后，由所述數(shù)字化采樣單元對所述感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后得到的數(shù)字化采樣值進(jìn)行存儲，并對存儲后的所述數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到檢測值；根據(jù)所述檢測值與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的差值，判斷所述觸摸傳感器上的觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測方法，其特征在于，所述驅(qū)動信號是脈沖方波、三角波或正弦波，所述數(shù)字化采樣單元是在所述驅(qū)動信號相鄰周期的固定相位點采樣由所述觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號的。
3. 如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測方法，其特征在于，所述對存儲后的所述數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理的步驟具體為當(dāng)所述驅(qū)動信號為高電平信號時，將所述驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積分值做加和處理；當(dāng)所述驅(qū)動信號為低電平信號時，將所述驅(qū)動信號對應(yīng)的數(shù)字化采樣值與當(dāng)前的積分值做差值處理。
4. 如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測方法，其特征在于，在所述積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理的步驟之前還包括以下步驟在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，對模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后得到的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，并將所述預(yù)設(shè)時間內(nèi)經(jīng)多次積分處理得到的多個積分值進(jìn)行相關(guān)計算后作為基準(zhǔn)值并存儲。
5. 如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測方法，其特征在于，對于在預(yù)設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍內(nèi)的檢測值，用所述檢測值與當(dāng)前基準(zhǔn)值進(jìn)行求平均計算后替換當(dāng)前的基準(zhǔn)值，所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)更新閾值范圍的上限小于或等于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值。
6. 如權(quán)利要求1所述的觸摸檢測方法，其特征在于，所述對存儲后的所述數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理的步驟之后還包括以下步驟對所述積分處理后的積分值進(jìn)行濾波處理。
7. —種觸摸檢測系統(tǒng)，包括通過自耦方式或互耦方式與觸摸面板類裝置連接的至少一個觸摸傳感器，以及與所述觸摸傳感器連接的驅(qū)動信號發(fā)生單元，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述觸摸傳感器連接的具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的數(shù)字化采樣單元，中央控制單元以及采樣存儲單元，所述數(shù)字化采樣單元是通過所述采樣存儲單元連接所述中央控制單元的；所述中央控制單元用于控制所述驅(qū)動信號發(fā)生單元向所述觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制所述數(shù)字化采樣單元采樣由所述觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號后，由所述數(shù)字化采樣單元對采樣得到的感應(yīng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到數(shù)字化采樣值，之后，由所述采樣存儲單元存儲所述數(shù)字化采樣值，之后所述中央控制單元通過軟件對所述采樣存儲單元存儲的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分處理，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到檢測值，之后，判斷所述檢測值是否大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值，獲取檢測值大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求7所述的觸摸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化采樣單元包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述觸摸傳感器的兩端分別連接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器以及所述驅(qū)動信號發(fā)生單元；所述觸摸傳感器基于互耦檢測方式。
9. 如權(quán)利要求8所述的觸摸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述互耦電容通過電阻連接所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述電阻與所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接的一端，通過一個或多個偏置電阻連接一直流電壓。
10. 如權(quán)利要求7所述的觸摸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化采樣單元包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述觸摸傳感器的一端接地，所述觸摸傳感器的另一端連接所述數(shù)字化采樣單元，所述觸摸傳感器的另一端同時通過電阻Rl連接所述驅(qū)動信號發(fā)生單元；所述觸摸傳感器基于自耦檢測方式。
11. 一種觸摸感應(yīng)裝置，包括一觸摸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述觸摸檢測系統(tǒng)采用如權(quán)利要求7至10任一項所述的觸摸檢測系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明適用于信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種觸摸檢測方法、系統(tǒng)及觸摸感應(yīng)裝置。方法包括控制驅(qū)動信號發(fā)生單元向觸摸傳感器輸出驅(qū)動信號，并控制數(shù)字化采樣單元采樣由觸摸傳感器反饋的一個或多個感應(yīng)信號，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理成數(shù)字化采樣值后存儲；對存儲的數(shù)字化采樣值進(jìn)行數(shù)值積分，當(dāng)積分次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)積分次數(shù)時，將積分處理得到的積分值與預(yù)存的基準(zhǔn)值進(jìn)行差值處理，得到相應(yīng)采樣通道的檢測值；判斷相應(yīng)采樣通道的檢測值是否大于或等于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)閾值，獲取檢測值大于或等于所述閾值的相應(yīng)觸摸檢測信息，并輸出檢測結(jié)果，實現(xiàn)了對用戶輸入的觸摸信號的檢測。實施本發(fā)明不必使用專用芯片，應(yīng)用靈活、成本低。
文檔編號G06F3/041GK101727235SQ20091018854
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者周錦, 朱星火, 袁嘯 申請人:深圳市匯頂科技有限公司