CN102880366A - 一种电容触摸屏温漂特性检测方法及检测*** - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电容触摸屏温漂特性检测方法及检测***，其通过连续监控互电容值偏差的变化来判断触摸屏是否发生温漂。本方法首先测得电容触摸屏所有驱动线Drive line和感测线Sense line之间的互电容值作为基准，然后定时按一定的步长对电极矩阵构成的电容值进行采样测量，并计算电容值与对应坐标基准值之间的偏差，统计偏差值落在预设阈值范围之外的点数，该点数多于预设的标准值时，则判断电容屏存在温漂。本发明具有检测快捷高效、易编程实现、扩展性好等优点。

Description

一种电容触摸屏温漂特性检测方法及检测***

技术领域

本发明涉及一种电容触摸屏温漂特性检测方法及检测***，尤其指对触摸屏互电容测量值受环境温度、湿度等变化影响而产生的偏差进行检测及温漂判断的方法。

背景技术

市场上的触摸屏产品根据其结构原理可分为电阻式触摸屏、光电式触摸屏、表面声波式触摸屏以及电容式触摸屏等。

电容触摸屏由于其坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点在各种电子设备领域得到了越来越多的应用并正在成为市场主流产品。其工作原理如图1所示，在玻璃基板表面用ITO(铟锡氧化物)制成横纵交叠的电极阵列，横向和纵向ITO电极交叉处形成若干个互感电容，也即两组电极分别构成电容的两极，发生触摸时，触摸处相邻电极耦合情况产生变化，从而互电容值发生改变，通过扫描捕获到电容值的改变，即得到触摸位置。以一个4根行线、4根列线构成的触摸屏为例，行线和列线的电极；分别构成互感电容的两极，当手指触摸屏幕上的像素点103对应的位置时，像素点103附近的两个电极耦合发生变化，引起互感电容105值的变化，驱动电路102对行线，也即驱动线drive line100分时依次施加驱动信号，列线，也即感测线sense line104逐列进行感测，感测信号通过运算放大器106并输出，通过检测对应电容值的变化得到触摸点的位置坐标。

众所周知，半导体器件受环境温度、湿度等因素变化的影响，其输出信号会产生偏差，从而导致电气特性呈现漂移。电容触摸屏由于其玻璃基板上涂有ITO电极层，其四边设置有银浆电子线路与ITO层连接，由于银浆对温度、湿度变化敏感，此外，扫描电路、连接电路的一些元器件特性也存在温漂，耦合电容值经ADC转换后输出信号也会受温度的影响而产生偏差，上述综合因素导致触摸位置坐标定位可能产生偏差，从而产生定位漂移及误操作的问题。图2为电容触摸屏坐标点随温度(摄氏度)变化的曲线，可以看出3次电容检测经AD转换后的输出值RAW1、RAW2、RAW3出现了定向漂移。因此需要对触摸屏温漂特性进行检测，从而为针对性的温漂补偿及温漂校正提供基础。

发明内容

本发明提出一种高效、准确的电容触摸屏温漂特性检测方法及检测***，其通过连续监控电容值偏差的变化来判断触摸屏是否发生温漂。

对于一个M*N的电容触摸屏，本方法首先测得所有M根驱动线Drive line，和N根感测线之间的互电容值作为基准，然后定时按一定的步长S对电极矩阵构成的电容进行采样测量，并计算电容值与对应坐标基准值之间偏差，统计偏差值落在预设阈值范围[-Th，Th]之外的点数，该点数多于预设的标准值时，则判断电容屏存在温漂。

本方法优选为当S次检测结束时，对每次检测结果进行比较，只有当每次结果均相同或大致相同时，才判定检测结果有效，为了进一步增加算法可信度，本方法可以按上述方法重复测量n个周期，n个周期内连续结果均相同或大致相同时，判断检测结果为有效。

本方法中，步长S、阈值Th大小以及可信度系数C的确定可在实践中根据经验确定，考虑到触摸屏尺寸以及MCU负载情况等综合因素来选取。步长越小，检测结果越可信，但占用MCU资源也越多。而阈值Th、可信度系数C的选取考虑到不同应用领域对坐标准确性的要求，在定位精准度要求高的场合，阈值Th的选取较小，对应的温漂补偿频率也越高，在定位精准度要求较低的场合，阈值Th、C的选取可以较大，从而提高检测速度。

采用本发明提出的检测方法的触摸屏温漂特性检测***，包括控制模块、电容触摸屏、电容触摸屏驱动模块、以及存储模块。

对于一个M*N的电容触摸屏，采用本方法检测时包括如下步骤：

首先，在不发生触摸的T0时刻，依次驱动M根驱动线Drive line，并对N根感测线sense line进行依次扫描，从而测得所有行线与列线之间的互电容值C_ij，i，j表示电极矩阵行、列坐标，所有电容检测值组成电容值矩阵C[i，j]，令矩阵B[i，j]＝C[i，j]，将其作为基准，并设置可信度系数C、步长S、阈值Th。

其次，在Ti时刻进行第i次采样，按如下方法选取采样点坐标检测互电容值；

x＝i+j*S，j＝0，1，…，[(N-i)/S]

y＝i+k*S，k＝0，1，…，[(M-i)/S]               (1)

测得Cxy并与基准矩阵中对应坐标的电容值Bxy求差：

Dxy＝Cxy-Bxy；统计偏差矩阵D[X，Y](其中，X＝[(N-i)/S]+1，Y＝[(M-i)/S]+1)中偏差大于Th的点数n1及小于-Th的点数n2；

其次，基于预设的可信度系数C确定是否存在漂移，

n1＞X*Y*C，则存在正向温漂；n2＞X*Y*C，则存在负向温漂。

其次，当S次采样检测全部结束时，根据所有S次检测的结果进行判断，如果每次结果相同或大致相同，则判断温度漂移特性的检测结果可信，从而可以对触点坐标实现针对性的温漂修正。

本发明提出的方法易于编程实现、对硬件要求低，可以对触摸屏温漂特性实现高效、精确的检测，扩展性好，可以通过修改参数适应不同的应用场合。

附图说明

图1为电容触摸屏工作原理。

图2为电容触摸屏某定点坐标随温度变化的曲线。

图3为本发明提出的触摸屏检测***结构框图。

图4为本发明检测方法软件算法流程。

图5a-5c为本发明实施例中第1-3次测量采样点的坐标示意图。

具体实施方式

图3为本发明所述检测***的结构框图，其包括控制模块1、电容触摸屏2、电容触摸屏驱动模块3、以及存储模块4。控制模块1与触摸屏驱动模块3相连，触摸屏驱动模块3与触摸屏2相连，其可设置驱动电压，完成对电容屏电极矩阵的驱动扫描，存储模块4可用非易失性存储器实现，用于存储相关参数和基准值。

图4为本发明所述检测方法的算法实现流程图。

下面以一个15*10的电容触摸屏为例，对本发明所述检测方法进行详细说明。

首先，设置检测步长S＝3，阈值Th＝50，可信度系数C＝0.5，在不发生触摸的T0时刻，依次驱动15根驱动线Drive line，并对10根感测线sense line进行依次扫描，从而测得所有行线与列线之间的互电容值C_ij，i，j表示电极矩阵行、列坐标，所有电容检测值组成电容值矩阵C[15，10]，令矩阵B＝C，将其作为基准；

其次，在Ti时刻按如下方法选取采样点坐标检测互电容值，图5分别显示了3次采样选取的坐标点；

x＝i+j*S，j＝0，1，…，[(10-i)/3]

y＝i+k*S，k＝0，1，…，[(15-i)/3]                (1)

测得Cxy并与基准矩阵中对应坐标的电容值Bxy求差：

Dxy＝Cxy-Bxy；

统计采样点中偏差大于50的点数n1及小于-50的点数n2；

n1＞X*Y*0.5，则存在正向温漂；n2＞X*Y*0.5，则存在负向温漂。

当3次采样检测全部结束时，根据所有3次检测的结果进行判断，如果每次结果相同或大致相同，则判断温度漂移特性的检测结果可信。

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做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电容触摸屏温漂特性检测方法，首先测得所有驱动线Drive line和感测线Sense line之间的互电容值作为基准，然后定时按一定的步长S对电极矩阵构成的电容进行采样测量，并计算采样电容值与对应坐标基准值之间的偏差，统计偏差值落在预设阈值范围[-Th，Th]之外的点数，该点数多于预设的标准值时，则判断触摸屏存在温漂。

2.如权利要求1所述的检测方法，其包括如下步骤：

首先，在不发生触摸的T0时刻，依次驱动M根驱动线Drive line，并对N根感测线Senseline逐列扫描，从而测得所有的互电容值Cij，并将其作为基准，并设置可信度系数C、步长S、阈值Th。

其次，在Ti时刻进行第i次采样，按如下方法选取采样点坐标检测互电容值Cxy；

x＝i+j*S，j＝0，1，…，[(N-i)/S]

y＝i+k*S，k＝0，1，…，[(M-i)/S]

其次，将Cxy与对应坐标基准电容值逐差，并统计偏差大于Th的点数n1及小于-Th的点数n2；

最后，所述预设的标准值基于预设的可信度系数C确定，按下式判断是否存在漂移，

n 1＞X*Y*C，则存在正向温漂，

n 2＞X*Y*C，则存在负向温漂，其中，X＝[(N-i)/S]+1，Y＝[(M-i)/S]+1。

3.如权利要求2所述的检测方法，当S次采样检测全部结束时，根据所有S次检测的结果进行判断，如果每次结果相同或大致相同，则判断温度漂移特性的检测结果可信。

4.如权利要求3所述的检测方法，步长S＝3，阈值Th＝50，可信度系数C＝0.5。

5.如权利要求2或3所述的检测方法，按所述步骤重复测量n个周期，n个连续周期内检测结果均相同或大致相同时，判断检测结果为有效。

6.如权利要求5所述的检测方法，测量周期n＝30。

7.一种采用如权利要求1-6任一项所述检测方法的电容触摸屏温漂特性检测***，其包括控制模块、电容触摸屏、电容触摸屏驱动模块、以及存储模块，控制模块与触摸屏驱动模块相连，触摸屏驱动模块与触摸屏相连。

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