[發明專利]用于識別觸摸板上的手指觸摸并確定其位置的方法

有效

• 申請號: 201310314837.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104346001B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 鄭惟鍵;陳永志;蔡偉柏
• 申請（專利權）人: 晶門科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本專利申請總地涉及觸摸板技術，更具體地說，涉及一種用于識別觸摸板上的手指觸摸并確定所述手指觸摸的位置的方法。

背景技術

電子設備（例如移動電話和便攜式計算機）通常具有用作輸入裝置的觸摸板。一種這樣的觸摸板是電容觸摸板。這種類型的觸摸板通常由電極陣列形成。電極的材料可以是任何導體。通常，當觸摸板位于顯示系統之上時，使用ITO（Indium tin oxide，氧化銦錫），因為ITO是透明的。如果不要求透明，通常使用銅。當一個或多個人的手指靠近或者觸摸電容觸摸板時，電極的電容將會改變。通過收集與電容相關的信息并分析它們，來計算觸摸的位置。有許多種方法從電極陣列獲得這樣的信息，但是通常，構建電子電路來測量電極的自電容、或者電極之間的互電容。優選地，電容信息通過濾波電路，以去除任何不期望的環境噪音。然后，電容信息被傳送到存儲設備，用于暫時存儲并準備用于進一步的處理。可以通過將電極上的電容信息投影到兩個正交軸上，將電容信息存儲為兩個一維陣列，或者將電容信息直接存儲為二維陣列。

需要用某些技術來分析電容信息。首先，需要用手指識別方法從電容信息陣列中識別出多次手指觸摸。該方法應該能夠區分真實的手指觸摸與由噪音和干擾引起的一些不期望的信息。此外，該方法應該能夠區分與不同的手指對應的電容信息，使得一個以上的手指觸摸能夠被識別，以用于用戶界面的靈活性。第二，需要用分辨率增強方法來計算實際的觸摸位置。電子設備的主處理單元通常需要有比電容觸摸板的尺寸大得多的分辨率。分辨率增強方法可以利用每個點的電容信息來產生觸摸位置的高分辨率坐標。

此外，由于現代化電子設備的尺寸減小的趨勢，將電容觸摸板控制系統在小型專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）中實施是有益的，其中上述方法由專用的超大規模集成（Very Large Scale Integrated，VLSI）硬件邏輯電路代替微處理器來處理。因此，該方法應該設計成方便VLSI硬件邏輯電路實施。

發明內容

本專利申請涉及一種通過分析觸摸板的電極的電容變化來識別由至少一手指在觸摸板上的觸摸并確定所述觸摸的位置的方法，所述電容的變化表示為至少一陣列。在一方面，所述方法包括：在預定的循環次數中掃描所述至少一陣列的元素；在每次循環中將每個元素與相鄰的元素進行比較；基于比較，將多個元素拓殖到一群集（colony）中；通過將所述群集的特性與預定的一組臨界值進行比較，確認群集；通過計數群集內的元素的數量，計算群集大小；基于每個經確認的群集的群集大小，計算混合比；形成擬合陣列，該擬合陣列包括群集中的最大元素、以及鄰近該最大元素的多個元素；計算擬合該擬合陣列具有最小均方差的曲線或者曲面的多個系數；采用所述系數確定觸摸的第一位置；形成包括拓殖的元素的加權平均陣列；計算所述加權平均陣列的質量矩和質量；通過用質量除以質量矩，確定觸摸的第二位置；基于第一位置、第二位置和混合比確定觸摸的混合位置，使得所確定位置的分辨率高于觸摸板的物理分辨率。

所述電容的變化可表示為兩個一維陣列，且在交替的循環過程中，對每個一維陣列可執行向前方向掃描和向后方向掃描。每個一維陣列中的每個元素都以預定的次序在不同的掃描方向上與它鄰近的兩個元素進行比較。基于比較，每個一維陣列的多個元素可被分組為群集，從而形成多個群集。與預定的一組臨界值進行比較的群集特性可包括群集中的元素最大值、群集的元素的數量、以及群集的所有元素的值的和。所述確認群集的步驟可包括：如果群集的特性不能滿足所述預定的一組臨界值，則去除該群集。

所述電容的變化可表示為二維陣列，且在交替的循環過程中，對二維陣列可執行向前方向掃描和向后方向掃描。所述二維陣列中的每個元素都以預定的次序在不同的掃描方向上與它鄰近的八個元素進行比較。基于比較，所述二維陣列的多個元素可被分組為群集，從而形成多個群集。與預定的一組臨界值進行比較的群集特性可包括群集中的元素最大值、群集的元素的數量、以及群集的所有元素的值的和。所述確認群集的步驟可包括：如果群集的特性不能滿足所述預定的一組臨界值，則去除該群集。

在計算系數時，固定的坐標系統可被應用于擬合陣列的多個元素，使得偽逆矩陣變成常數。所述偽逆矩陣中的元素可被歸一化為整數。在確定觸摸的位置時，一個系數可被另一個系數相除，從而從執行該除法的除法器的小數精度增加分辨率。

所述混合比的值可介于0和1之間。通過將第二位置與混合比相乘、將第一位置與1-混合比相乘、并將兩個乘積相加，可進一步確定觸摸的混合位置。