用于识别触摸板上的手指触摸并确定其位置的方法技术

本发明专利技术申请提供了通过分析触摸板的电极的电容变化来识别由至少一手指在触摸板上的触摸并确定所述触摸的位置的方法。所述电容的变化表示为至少一阵列。本发明专利技术申请还提供了实施所述方法的数字信号处理单元和触摸板。

【技术实现步骤摘要】
用于识别触摸板上的手指触摸并确定其位置的方法
本专利申请总地涉及触摸板技术，更具体地说，涉及一种用于识别触摸板上的手指触摸并确定所述手指触摸的位置的方法。
技术介绍
电子设备（例如移动电话和便携式计算机）通常具有用作输入装置的触摸板。一种这样的触摸板是电容触摸板。这种类型的触摸板通常由电极阵列形成。电极的材料可以是任何导体。通常，当触摸板位于显示系统之上时，使用ITO（Indiumtinoxide，氧化铟锡），因为ITO是透明的。如果不要求透明，通常使用铜。当一个或多个人的手指靠近或者触摸电容触摸板时，电极的电容将会改变。通过收集与电容相关的信息并分析它们，来计算触摸的位置。有许多种方法从电极阵列获得这样的信息，但是通常，构建电子电路来测量电极的自电容、或者电极之间的互电容。优选地，电容信息通过滤波电路，以去除任何不期望的环境噪音。然后，电容信息被传送到存储设备，用于暂时存储并准备用于进一步的处理。可以通过将电极上的电容信息投影到两个正交轴上，将电容信息存储为两个一维阵列，或者将电容信息直接存储为二维阵列。需要用某些技术来分析电容信息。首先，需要用手指识别方法从电容信息阵列中识别出多次手指触摸。该方法应该能够区分真实的手指触摸与由噪音和干扰引起的一些不期望的信息。此外，该方法应该能够区分与不同的手指对应的电容信息，使得一个以上的手指触摸能够被识别，以用于用户界面的灵活性。第二，需要用分辨率增强方法来计算实际的触摸位置。电子设备的主处理单元通常需要有比电容触摸板的尺寸大得多的分辨率。分辨率增强方法可以利用每个点的电容信息来产生触摸位置的高分辨率坐标。此外，由于现代化电子设备的尺寸减小的趋势，将电容触摸板控制系统在小型专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC）中实施是有益的，其中上述方法由专用的超大规模集成（VeryLargeScaleIntegrated，VLSI）硬件逻辑电路代替微处理器来处理。因此，该方法应该设计成方便VLSI硬件逻辑电路实施。
技术实现思路
本专利申请涉及一种通过分析触摸板的电极的电容变化来识别由至少一手指在触摸板上的触摸并确定所述触摸的位置的方法，所述电容的变化表示为至少一阵列。在一方面，所述方法包括：在预定的循环次数中扫描所述至少一阵列的元素；在每次循环中将每个元素与相邻的元素进行比较；基于比较，将多个元素拓殖到一群集（colony）中；通过将所述群集的特性与预定的一组临界值进行比较，确认群集；通过计数群集内的元素的数量，计算群集大小；基于每个经确认的群集的群集大小，计算混合比；形成拟合阵列，该拟合阵列包括群集中的最大元素、以及邻近该最大元素的多个元素；计算拟合该拟合阵列具有最小均方差的曲线或者曲面的多个系数；采用所述系数确定触摸的第一位置；形成包括拓殖的元素的加权平均阵列；计算所述加权平均阵列的质量矩和质量；通过用质量除以质量矩，确定触摸的第二位置；基于第一位置、第二位置和混合比确定触摸的混合位置，使得所确定位置的分辨率高于触摸板的物理分辨率。所述电容的变化可表示为两个一维阵列，且在交替的循环过程中，对每个一维阵列可执行向前方向扫描和向后方向扫描。每个一维阵列中的每个元素都以预定的次序在不同的扫描方向上与它邻近的两个元素进行比较。基于比较，每个一维阵列的多个元素可被分组为群集，从而形成多个群集。与预定的一组临界值进行比较的群集特性可包括群集中的元素最大值、群集的元素的数量、以及群集的所有元素的值的和。所述确认群集的步骤可包括：如果群集的特性不能满足所述预定的一组临界值，则去除该群集。所述电容的变化可表示为二维阵列，且在交替的循环过程中，对二维阵列可执行向前方向扫描和向后方向扫描。所述二维阵列中的每个元素都以预定的次序在不同的扫描方向上与它邻近的八个元素进行比较。基于比较，所述二维阵列的多个元素可被分组为群集，从而形成多个群集。与预定的一组临界值进行比较的群集特性可包括群集中的元素最大值、群集的元素的数量、以及群集的所有元素的值的和。所述确认群集的步骤可包括：如果群集的特性不能满足所述预定的一组临界值，则去除该群集。在计算系数时，固定的坐标系统可被应用于拟合阵列的多个元素，使得伪逆矩阵变成常数。所述伪逆矩阵中的元素可被归一化为整数。在确定触摸的位置时，一个系数可被另一个系数相除，从而从执行该除法的除法器的小数精度增加分辨率。所述混合比的值可介于0和1之间。通过将第二位置与混合比相乘、将第一位置与1-混合比相乘、并将两个乘积相加，可进一步确定触摸的混合位置。在另一方面，本专利申请提供了一种数字信号处理单元，包括被配置用于通过分析触摸板的电极的电容变化来识别由至少一手指在触摸板上的触摸并确定触摸的位置的逻辑电路，其中所述电容的变化表示为至少一阵列。所述逻辑电路包括：在预定的循环次数中扫描所述至少一个阵列的元素的机制；在每次循环中将每个元素与相邻的元素进行比较的机制；基于比较将多个元素拓殖到一群集中的机制；通过将所述群集的特性与预定的一组临界值进行比较以确认群集的机制；通过计数群集内的元素的数量来计算群集大小的机制；基于每个经确认的群集的群集大小计算混合比的机制；形成拟合阵列的机制，该阵列包括群集中的最大元素、以及邻近该最大元素的多个元素；计算拟合该拟合阵列具有最小均方差的曲线或者曲面的多个系数的机制；采用所述系数确定触摸的第一位置的机制；形成包括拓殖元素的加权平均阵列的机制；计算加权平均阵列的质量矩和质量的机制；通过用质量除以质量矩确定触摸的第二位置的机制；基于第一位置、第二位置和混合比确定触摸的混合位置、使得所确定位置的分辨率高于触摸板的物理分辨率的机制。所述电容的变化可表示为两个一维阵列，且该逻辑电路包括在交替的循环过程中对每个一维阵列执行向前方向扫描和向后方向扫描的机制、以及将每个一维阵列中的每个元素以预定的次序在不同的扫描方向上与它邻近的两个元素进行比较的机制。所述电容的变化可表示为二维阵列，且该逻辑电路包括在交替的循环过程中对二维阵列执行向前方向扫描和向后方向扫描的机制、以及将二维阵列中的每个元素都以预定的次序在不同的扫描方向上与它邻近的八个元素进行比较的机制。在另一方面，本专利申请提供了一种触摸板，包括：多个电极，被配置用于感应至少一手指在触摸板上的触摸；以及数字信号处理单元，被配置用于通过分析电极的电容变化来识别触摸并确定触摸的位置，所述电容的变化表示为至少一阵列。所述数字信号处理单元包括逻辑电路，所述逻辑电路包括：在预定的循环次数中扫描所述至少一个阵列的元素的机制；在每次循环中将每个元素与相邻的元素进行比较的机制；基于比较将多个元素拓殖到一群集中的机制；通过将所述群集的特性与预定的一组临界值进行比较以确认群集的机制；通过计数群集内的元素的数量来计算群集大小的机制；基于每个经确认的群集的群集大小计算混合比的机制；形成拟合阵列的机制，该阵列包括群集中的最大元素、以及邻近该最大元素的多个元素；计算拟合该拟合阵列具有最小均方差的曲线或者曲面的多个系数的机制；采用所述系数确定触摸的第一位置的机制；形成包括拓殖元素的加权平均阵列的机制；计算加权平均阵列的质量矩和质量的机制；通过用质量除以质量矩确定触摸的第二位置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过分析触摸板的电极的电容变化来识别由至少一手指在触摸板上的触摸并确定所述触摸的位置的方法，其中所述电容的变化表示为至少一阵列，其特征在于，所述方法包括：在预定的循环次数中扫描所述至少一阵列的元素；在每次循环中将每个元素与相邻的元素进行比较；基于比较，将多个元素拓殖到一群集中；通过将所述群集的特性与预定的一组临界值进行比较，确认群集；通过计数群集内的元素的数量，计算群集大小；基于每个经确认的群集的群集大小，计算混合比；形成拟合阵列，该拟合阵列包括群集中的最大元素、以及邻近该最大元素的多个元素；计算拟合该拟合阵列具有最小均方差的曲线或者曲面的多个系数；采用所述系数确定触摸的第一位置；形成包括拓殖的元素的加权平均阵列；计算所述加权平均阵列的质量矩和质量；通过用质量除以质量矩，确定触摸的第二位置；基于第一位置、第二位置和混合比确定触摸的混合位置，使得所确定位置的分辨率高于触摸板的物理分辨率。

【技术特征摘要】
1.一种通过分析触摸板的电极的电容变化来识别由至少一手指在触摸板上的触摸并确定所述触摸的位置的方法，其中所述电容的变化表示为至少一阵列，其特征在于，所述方法包括：在预定的循环次数中扫描所述至少一阵列的元素；在每次循环中将每个元素与相邻的元素进行比较；基于比较，将多个元素拓殖到一群集中；通过将所述群集的特性与预定的一组临界值进行比较，确认群集；通过计数群集内的元素的数量，计算群集大小；基于每个经确认的群集的群集大小，计算混合比；形成拟合阵列，该拟合阵列包括群集中的最大元素、以及邻近该最大元素的多个元素；计算拟合该拟合阵列具有最小均方差的曲线或者曲面的多个系数；采用所述系数确定触摸的第一位置；形成包括拓殖的元素的加权平均阵列；计算所述加权平均阵列的质量矩和质量；通过用质量除以质量矩，确定触摸的第二位置；基于第一位置、第二位置和混合比确定触摸的混合位置，使得所确定位置的分辨率高于触摸板的物理分辨率；所述混合比的值介于0和1之间；通过将第二位置与混合比相乘、将第一位置与1-混合比相乘、并将两个乘积相加，进一步确定触摸的混合位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电容的变化表示为两个一维阵列，且在交替的循环过程中，对每个一维阵列执行向前方向扫描和向后方向扫描。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个一维阵列中的每个元素都以预定的次序在不同的扫描方向上与它邻近的两个元素进行比较。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于比较，每个一维阵列的多个元素被分组为群集，从而形成多个群集。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，与预定的一组临界值进行比较的群集特性包括群集中的元素最大值、群集的元素的数量、以及群集的所有元素的值的和。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确认群集的步骤包括：如果群集的特性不能满足所述预定的一组临界值，则去除该群集。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电容的变化表示为二维阵列，且在交替的循环过程中，对二维阵列执行向前方向扫描和向后方向扫描。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述二维阵列中的每个元素都以预定的次序在不同的扫描方向上与它邻近的八个元素进行比较。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于比较，所述二维阵列的多个元素被分组为群集，从而形成多个群集。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，与预定的一组临界值进行比较的群集特性包括群集中的元素最大值、群集的元素的数量、以及群集的所有元素的值的和。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确认群集的步骤包括：如果群集的特性不能满足所述预定的一组临界值，则去除该群集。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算系数时，固定的坐标系统被应用于拟合阵列的多个元素，使得伪逆矩阵变成常数。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述伪逆矩阵中的元素被归一化为整数。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定触摸的位置时，一个系数被另一个系数相除，从而从执行该除法的除法器的小数精度增加分辨率。15.一种数字信号处理单元，包括被配置用于通过分析触摸板的电极的电容变化来识别由至少一手指在触摸板上的触摸并确定触摸的位置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑惟键，陈永志，蔡伟柏，
申请(专利权)人：晶门科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44