CN105468213A - 触摸屏感应方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触摸屏感应方法和装置。涉及电脑设备领域；解决了现有触摸屏感应模式单一进而影响用户体验的问题。该方法包括：检测触摸屏的被触摸位置；根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。本发明提供的技术方案适用于触摸屏，实现了更为丰富的触摸屏感应操控方式。

Description

触摸屏感应方法和装置

技术领域

本发明涉及电脑设备领域，尤其涉及一种触摸屏感应方法和装置。

背景技术

传统的触摸屏是一种输入设备，它可以让使用者只用手指轻轻地触碰显示屏上的图符或文字，就能实现对主机的操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人与机交互更为直截了当。它具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点。

随着触摸屏在手机等手持设备上的应用，尤其是电容屏的广泛应用，极大的增强了终端设备的用户体验，随之而来的应用触摸屏的应用也越来越多，不断的丰富着我们每天的生活。但是现在市面上所有的触摸屏都是一种横向的感应，只能感应到触碰的位置，感应模式单一，也限制了操作方式，影响了一些应用程序的用户体验。

发明内容

本发明提供了一种触摸屏感应方法和装置，解决了现有触摸屏感应模式单一进而影响用户体验的问题。

一种触摸屏感应方法，包括：

检测触摸屏的被触摸位置；

根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。

优选的，所述触摸屏包含两层非接触的电容极板，所述电容极板包含多个电容，每个电容的接触面积固定。

优选的，检测触摸屏的被触摸位置包括：

检测各个电容的容值变化；

在有电容的容值发生变化的瞬间即刻启动计时，至无任何电容的容值发生变化时计时停止，计时结果为变化时间；

确定容值发生变化的多个电容所在位置为被触摸位置，该多个电容的接触面积之和共同构成所述被触摸位置的面积；

在计时停止时测量所述被触摸位置的电容容值作为变化后电容容值。

优选的，根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度包括：

计算所述被触摸位置的电容容值原始值与所述变化后电容容值之差作为电容容值变化量；

根据以下表达式计算所述被触摸位置的电容极板被压缩距离：

ΔC＝∈S/d，

其中，ΔC为所述电容容值变化量，S为所述被触摸位置的面积，d为所述电容极板被压缩距离；

以所述电容极板被压缩距离除以所述变化时间，计算所述被触摸位置的变化速率；

根据所述变化速率，判定所述被触摸位置所受力的大小。

优选的，电容容值的原始值为电容未发生形变之前的电容容值。

优选的，该方法还包括：

在提高所述触摸屏的分辨率时，增加所述电容极板上电容的数量。

优选的，根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度的步骤之后，还包括：

将表明所述被触摸位置上被触摸的力度的数据传输至相关的应用程序。

本发明还提供了一种触摸屏感应装置，包括：

电容变化检测模块，用于检测触摸屏的被触摸位置；

力度判定模块，用于根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。

优选的，所述触摸屏包含两层非接触的电容极板，所述电容极板包含多个电容，每个电容的接触面积固定，所述电容变化检测模块包括：

变化探测单元，用于检测各个电容的容值变化；

计时单元，用于在有电容的容值发生变化的瞬间即刻启动计时，至无任何电容的容值发生变化时计时停止，计时结果为变化时间；

面积计算单元，用于确定容值发生变化的多个电容所在位置为被触摸位置，该多个电容的接触面积之和共同构成所述被触摸位置的面积；

电容测量单元，用于在计时停止时测量所述被触摸位置的电容容值作为变化后电容容值。

优选的，所述力度判定模块包括：

电容变化计算单元，用于计算所述被触摸位置的电容容值原始值与所述变化后电容容值之差作为电容容值变化量；

形变计算单元，用于根据以下公式计算所述被触摸位置的电容极板被压缩距离：

ΔC＝∈S/d，

其中，ΔC为所述电容容值变化量，∈为介电常数，S为所述被触摸位置的面积，d为所述电容极板被压缩距离；

速率计算单元，用于以所述电容极板被压缩距离除以所述变化时间，计算所述被触摸位置的变化速率；

力度量化单元，用于根据所述变化速率，判定所述被触摸位置所受力的大小。

本发明提供了一种触摸屏感应方法和装置，检测触摸屏的被触摸位置，根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。在检测横向触摸屏感应的基础上，加入了新的感应维度，实现了更为丰富的触摸屏感应操控方式，解决了现有触摸屏感应模式单一进而影响用户体验的问题。

附图说明

图1是为本发明的实施例一提供的一种触摸屏感应***的结构示意图；

图2是本发明的实施例二提供的一种触摸屏感应方法的流程图；

图3是图2中步骤201的具体流程图；

图4是图2中步骤202的具体流程图；

图5是本发明的实施例三提供的一种触摸屏感应装置的结构示意图；

图6是图5中电容变化检测模块501的结构示意图；

图7是图5中力度判定模块502的结构示意图。

具体实施方式

现在市面上所有的触摸屏都是一种横向的感应，只能感应到触碰的位置，感应模式单一，也限制了操作方式，影响了一些应用程序的用户体验。而对于触碰的力度却不能很好的呈现，这样对于纵向的感应就无法体现，这样就大大降低的了一些应用程序的用户体验。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种触摸屏感应方法和装置，这将极大的提升触摸屏的应用，对于现有的一些应用更加具有立体感。

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。

本发明实施例提供了一种可以检测到触摸力度的触摸屏，这种触摸屏利用特定的原理来检测触摸力度的大小，经过终端的数据处理模块再将检测到的力量化成手机应用需要的数据。优选的，该触摸屏包括上下两片叠放的面积相同的电容极板，这种电容极板需要划分成许多微小的电容，电容的数量跟屏幕的分辨率的数目成比例，即在屏幕分辨率提高时该电容极板上电容的数量也会增加。

本发明实施例检测触摸力度的方法主要是利用电容值的变化来检测。这种方法充分利用了电容本身的特性，电容是由两个金属板和金属板之间的绝缘介质构成。电容容值的计算公式如下：

C＝∈S/d

其中：

∈是介电常数；

S电容极板被触摸位置的面积；

d是两个电容极板之间的距离。

从上面的公式我们可以看出当介电常数∈和电容极板被触摸位置的面积S都为定值时，电容的容值C和d成反比。

本发明实施例中提到的检测力的方法就是利用电容值C和极板之间的距离d之间的关系来计算力。该方法是当有力作用到触摸屏上时，被触摸位置的触摸屏的电容极板会发生相应的移动，也就是压缩形变，这样电容极板之间的距离d就会发生变化，在介电常数∈和电容极板的面积S(被触摸位置的面积，包含接触到的所有小电容的接触面积)为定值时，就可以计算出电容容值变化量ΔC，在电容容值的变化过程中可以记录变化时间t(记录的起点是触摸到电容屏的时间，结束的时间为电容停止继续变化的时间)，这样ΔC/t就可以计算出电容容值变化的速率，根据电容容值C和电容极板之间距离d之间的关系就可以计算出电容极板间距离的变化速率d/t，，变化速率经过量化处理可以转化成力的大小。

本发明实施例还提供了一种触摸屏感应***，如图1所示，包括以下几个模块：

电容极板101，测量模块102，计算模块103，数据处理模块104。

其中，电容极板101：主要提供一种特殊的可以因为受力而改变位置的电容极板。

测量模块102：该模块用于检测电容面位置变化后的电容值的变化。

计算模块103：该模块主要用于后期的数据处理，从测量模块获得的数据做后期的处理，计算出力的大小。

数据处理模块104：该模块用于对测量的力进行量化以满足不同用例的需求。

本发明实施例提供的触摸屏和触摸屏感应***可以应用在使用触摸屏的所有产品上，可以极大的提升终端产品的用户体验，给用户一个更加立体的感受，如可应用在手机产品上一款需要检测力的大小的游戏程序上。

下面以手机为例，对使用上述触摸屏和触摸屏感应***测量触摸力度的流程进行说明：

1)当手机用户用手指触碰触摸屏时，因为手指的力的作用，触摸屏的电容极板可以产生微小的形变，这种微小的形变可以被这种特殊的触摸屏所检测到，并将这种变化传输给测量模块。

2)测量模块根据1)得到的数据，准确的计算出触摸屏电容容值的变化(在电容屏出厂前会有一个原始值，就是未发生形变之前的电容容值，将变化后的电容容值与原始值作差，即得到电容容值变化量)，并将测量到的电容容值变化量传给计算模块进行计算处理。

3)根据测量模块计算出来的电容容值变化量，计算模块可以准确的计算出力的大小，并将计算出来的力的大小传给数据处理模块进行处理。

4)数据处理模块对于计算模块计算的力的数据进行量化，量化成能够被各种应用程序所识别的数据(所识别的数据也是指手机或者游戏应用软件所需要的一些数据，具体格式需要根据应用软件的需求进行处理，得到的原始数据就是力的变化的数据)。

5)应用程序得到数据处理模块所提供的数据以后会根据这些数据做出特定的响应，会将触摸力度带来的变化呈现在用户的面前，这样可以提升用户感受能力。

下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。

本发明实施例提供了一种触摸屏感应方法，使用的触摸屏包含两层非接触的电容极板，所述电容极板包含多个电容，每个电容的接触面积固定。使用该方法完成对触摸屏被触摸力度检测的流程如图2所示，包括：

步骤201、检测触摸屏的被触摸位置；

本步骤具体如图3所示，包括：

步骤2011、检测各个电容的容值变化；

步骤2012、在有电容的容值发生变化的瞬间即刻启动计时，至无任何电容的容值发生变化时计时停止，计时结果为变化时间；

步骤2013、确定容值发生变化的多个电容所在位置为被触摸位置，该多个电容的接触面积之和共同构成所述被触摸位置的面积；

步骤2014、在计时停止时测量所述被触摸位置的电容容值作为变化后电容容值。

步骤202、根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度；

本步骤具体如图4所示，包括：

步骤2021、计算所述被触摸位置的电容容值原始值与所述变化后电容容值之差作为电容容值变化量；

本发明实施例中，电容容值的原始值为电容未发生形变之前的电容容值。

步骤2022、根据以下表达式计算所述被触摸位置的电容极板被压缩距离：

ΔC＝∈S/d，

其中，ΔC为所述电容容值变化量，S为所述被触摸位置的面积，d为所述电容极板被压缩距离；

步骤2023、以所述电容极板被压缩距离除以所述变化时间，计算所述被触摸位置的变化速率；

步骤2024、根据所述变化速率，判定所述被触摸位置所受力的大小。

优选的，本发明实施例涉及的触摸屏，其分辨率和电容极板中的电容数量成正比。即在提高所述触摸屏的分辨率时，增加所述电容极板上电容的数量。

在确定被触摸的力度的数据后，还可以将表明所述被触摸位置上被触摸的力度的数据转换至可被应用程序识别的格式，传输至相关的应用程序。

下面结合附图，对本发明的实施例三进行说明。

本发明实施例提供了一种触摸屏感应装置，结合触摸屏，完成感应触摸力度的功能。该装置的结构如图5所示，包括：

电容变化检测模块501，用于检测触摸屏的被触摸位置；

力度判定模块502，用于根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。

优选的，所述触摸屏包含两层非接触的电容极板，所述电容极板包含多个电容，每个电容的接触面积固定。

所述电容变化检测模块501的结构如图6所示，包括：

变化探测单元5011，用于检测各个电容的容值变化；

计时单元5012，用于在有电容的容值发生变化的瞬间即刻启动计时，至无任何电容的容值发生变化时计时停止，计时结果为变化时间；

面积计算单元5013，用于确定容值发生变化的多个电容所在位置为被触摸位置，该多个电容的接触面积之和共同构成所述被触摸位置的面积；

电容测量单元5014，用于在计时停止时测量所述被触摸位置的电容容值作为变化后电容容值。

优选的，所述力度判定模块502的结构如图7所示，包括：

电容变化计算单元5021，用于计算所述被触摸位置的电容容值原始值与所述变化后电容容值之差作为电容容值变化量；

形变计算单元5022，用于根据以下公式计算所述被触摸位置的电容极板被压缩距离：

ΔC＝∈S/d，

其中，ΔC为所述电容容值变化量，∈为介电常数，S为所述被触摸位置的面积，d为所述电容极板被压缩距离；

速率计算单元5023，用于以所述电容极板被压缩距离除以所述变化时间，计算所述被触摸位置的变化速率；

力度量化单元5024，用于根据所述变化速率，判定所述被触摸位置所受力的大小。

本发明的实施例提供了一种触摸屏感应方法和装置，检测触摸屏的被触摸位置，根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。在检测横向触摸屏感应的基础上，加入了新的感应维度，实现了更为丰富的触摸屏感应操控方式，解决了现有触摸屏感应模式单一进而影响用户体验的问题。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如***、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种触摸屏感应方法，其特征在于，包括：

检测触摸屏的被触摸位置；

根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。

2.根据权利要求1所述的触摸屏感应方法，其特征在于，所述触摸屏包含两层非接触的电容极板，所述电容极板包含多个电容，每个电容的接触面积固定。

3.根据权利要求2所述的触摸屏感应方法，其特征在于，检测触摸屏的被触摸位置包括：

检测各个电容的容值变化；

在有电容的容值发生变化的瞬间即刻启动计时，至无任何电容的容值发生变化时计时停止，计时结果为变化时间；

确定容值发生变化的多个电容所在位置为被触摸位置，该多个电容的接触面积之和共同构成所述被触摸位置的面积；

在计时停止时测量所述被触摸位置的电容容值作为变化后电容容值。

4.根据权利要求3所述的触摸屏感应方法，其特征在于，根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度包括：

计算所述被触摸位置的电容容值原始值与所述变化后电容容值之差作为电容容值变化量；

根据以下表达式计算所述被触摸位置的电容极板被压缩距离：

ΔC＝∈S/d，

其中，ΔC为所述电容容值变化量，S为所述被触摸位置的面积，d为所述电容极板被压缩距离；

以所述电容极板被压缩距离除以所述变化时间，计算所述被触摸位置的变化速率；

根据所述变化速率，判定所述被触摸位置所受力的大小。

5.根据权利要求4所述的触摸屏感应方法，其特征在于，电容容值的原始值为电容未发生形变之前的电容容值。

6.根据权利要求3所述的触摸屏感应方法，其特征在于，该方法还包括：

在提高所述触摸屏的分辨率时，增加所述电容极板上电容的数量。

7.根据权利要求1所述的触摸屏感应方法，其特征在于，根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度的步骤之后，还包括：

将表明所述被触摸位置上被触摸的力度的数据传输至相关的应用程序。

8.一种触摸屏感应装置，其特征在于，包括：

电容变化检测模块，用于检测触摸屏的被触摸位置；

力度判定模块，用于根据所述被触摸位置的电容容值变化，判断在该被触摸位置上被触摸的力度。

9.根据权利要求8所述的触摸屏感应装置，其特征在于，所述触摸屏包含两层非接触的电容极板，所述电容极板包含多个电容，每个电容的接触面积固定，所述电容变化检测模块包括：

变化探测单元，用于检测各个电容的容值变化；

计时单元，用于在有电容的容值发生变化的瞬间即刻启动计时，至无任何电容的容值发生变化时计时停止，计时结果为变化时间；

面积计算单元，用于确定容值发生变化的多个电容所在位置为被触摸位置，该多个电容的接触面积之和共同构成所述被触摸位置的面积；

电容测量单元，用于在计时停止时测量所述被触摸位置的电容容值作为变化后电容容值。

10.根据权利要求9所述的触摸屏感应装置，其特征在于，所述力度判定模块包括：

电容变化计算单元，用于计算所述被触摸位置的电容容值原始值与所述变化后电容容值之差作为电容容值变化量；

形变计算单元，用于根据以下公式计算所述被触摸位置的电容极板被压缩距离：

ΔC＝∈S/d，

其中，ΔC为所述电容容值变化量，∈为介电常数，S为所述被触摸位置的面积，d为所述电容极板被压缩距离；

速率计算单元，用于以所述电容极板被压缩距离除以所述变化时间，计算所述被触摸位置的变化速率；

力度量化单元，用于根据所述变化速率，判定所述被触摸位置所受力的大小。