触摸屏控制方法和触摸屏装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种触摸屏控制方法和触摸屏装置，包括步骤：当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计算所述触控物移动的速度；根据所述速度计算所述触控物点击触摸屏的压力；根据所述压力的大小执行相应的操作。从而，在现有的电容式触摸屏的基础上，无需增加任何硬件，即可实现手指点击触摸屏的速度和压力的检测，实现简单且成本较低，为人机交互提供了第三个维度，为触控设备提供了更为丰富的交互方式，有利于触控设备上的软件实现更为丰富的功能。
【专利说明】触摸屏控制方法和触摸屏装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，尤其是涉及一种触摸屏控制方法和触摸屏和装置。
【背景技术】
[0002] 电容式触摸屏已广泛应用于手机、平板等移动终端，其方便的操作方式深受用户 欢迎。现有技术中，触摸屏的控制方法，主要通过识别手指点击或触摸触摸屏的位置坐标 (手指触摸的X、Y坐标），进而执行相应的操作。为了进一步丰富触摸屏的控制功能，现有 技术中提出了通过进一步检测手指对触摸屏的压力，使得传统的人机交互由二维（手指触 摸的X、Y坐标）变为三维（手指触摸的X、Y坐标加上手指按压触摸屏的压力）的技术方 案。
[0003] 其中一种方案，提出在触摸屏上采用两套驱动和一套接收，形成两套驱动和接收 组合，其中第一套驱动和接收组合用于触控检测，第二套驱动和接收组合用于检测压力。在 第二套驱动的上下两面加入方形或半球形的填充层，称为弹簧膜。在触摸屏受到压力时，由 于弹簧膜存在中空部分，所以第二套驱动会变形，通过检测第二套驱动与接收之间的电容 变化便可检测出压力。
[0004] 另一种方案，提出在触摸屏四周加入至少3个压力传感器，根据压力传感器的检 测值计算压力位置和压力大小。
[0005] 以上方案存在以下问题：
[0006] 1)工程实现问题，第一种方案需要修改目前触摸屏的制造工艺，而且在增加一层 后，难以集成在超薄手机当中；第二种在触摸屏四个角落增加传感器，目前工艺难以实现， 也不利于手机集成。
[0007] 2)从成本上看，以上两种方案都需要更新现有设备和增加零部件，存在成本高以 及工艺不稳定等问题。
【发明内容】
[0008] 本发明的主要目的在于提供一种触摸屏控制方法和触摸屏装置，旨在以较低的成 本、简单的方案实现对触摸屏的压力检测，进而为触控设备提供更加丰富的交互方式。
[0009] 为达以上目的，本发明提出一种触摸屏控制方法，包括步骤：
[0010]当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计算所述触控物移动 的速度；
[0011] 根据所述速度计算所述触控物点击触摸屏的压力；
[0012] 根据所述压力的大小执行相应的操作。
[0013] 优选地，所述根据电容变化计算所述触控物移动的速度包括：
[0014] 获取电容从最小值变化到最大值所用的时间，以及电容从最小值开始变化时所述 触控物与触摸屏的距离；
[0015] 根据所述时间和距离计算所述触控物移动的速度。
[0016] 优选地，所述根据速度计算所述触控物点击触摸屏的压力包括：
[0017] 根据所述速度和公式mV=Ft，计算所述触控物点击触摸屏的压力；其中m为触控 物的质量，V为触控物移动的速度，F为触控物点击触摸屏的压力，t为触控物接触触摸屏到 停止移动的时间。
[0018] 优选地，所述方法还包括：
[0019] 检测所述触控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，根据所述触控物点击触摸屏 的压力和所述触控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，确定所述压力与接触面积的对应 关系；
[0020] 当所述触控物持续接触触摸屏时，检测所述触控物与触摸屏的接触面积；
[0021] 根据所述接触面积和所述压力与接触面积的对应关系，计算所述触控物对触摸屏 的压力；
[0022] 根据所述触控物对触摸屏的压力的大小执行相应的操作。
[0023] 优选地，所述检测所述触控物与触摸屏的接触面积包括：检测所述触控物按压触 摸屏或在触摸屏上滑动时与触摸屏的接触面积。
[0024] 本发明同时提出一种触摸屏装置，包括触摸屏控制器和处理器，其中：
[0025] 触摸屏控制器，用于当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计 算所述触控物移动的速度，根据所述速度计算所述触控物点击触摸屏的压力；
[0026] 优选地，所述触摸屏控制器包括速度获取单元，所述速度获取单元用于：获取电容 从最小值变化到最大值所用的时间，以及电容从最小值开始变化时所述触控物与触摸屏的 距离，根据所述时间和距离计算所述触控物移动的速度。
[0027] 优选地，所述控制器包括第一压力获取单元，所述第一压力获取单元用于：根据所 述速度和公式mV=Ft，计算所述触控物点击触摸屏的压力；其中m为触控物的质量，V为 触控物移动的速度，F为触控物点击触摸屏的压力，t为触控物接触触摸屏到停止移动的时 间。
[0028] 优选地，所述触摸屏控制器包括第二压力获取单元，所述第二压力获取单元用于： 当所述触控物点击触摸屏后，检测所述触控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，根据所 述触控物点击触摸屏的压力和所述触控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，确定所述压 力与接触面积的对应关系；当所述触控物持续接触触摸屏时，检测所述触控物与触摸屏的 接触面积；根据所述接触面积和所述压力与接触面积的对应关系，计算所述触控物对触摸 屏的压力；
[0029] 所述处理器用于：根据所述触控物对触摸屏的压力的大小执行相应的操作。
[0030] 优选地，所述第二压力获取单元用于：检测所述触控物按压触摸屏或在触摸屏上 滑动时与触摸屏的接触面积。
[0031] 本发明还提出一种触摸屏控制方法，包括步骤：
[0032]当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计算所述触控物移动 的速度；
[0033] 根据所述速度的大小执行相应的操作。
[0034] 本发明所提供的一种触摸屏控制方法，通过检测电容变化，根据电容变化计算触 控物移动的速度，根据触控物移动的速度计算触控物点击触摸屏的压力，最后根据压力大 小执行相应的操作。从而，在现有的电容式触摸屏的基础上，无需增加任何硬件，即可实现 手指点击触摸屏的速度和压力的检测，实现简单且成本较低，为人机交互提供了第三个维 度，为触控设备提供了更为丰富的交互方式，有利于触控设备上的软件实现更为丰富的功 能。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1是本发明的触摸屏控制方法第一实施例的流程图；
[0036] 图2是本发明实施例中触摸屏的走线示意图；
[0037] 图3是本发明实施例中触控物与触摸屏之间的电容与距离的函数图；
[0038] 图4是本发明的触摸屏控制方法第二实施例的流程图；
[0039] 图5是本发明的触摸屏控制方法第三实施例的流程图；
[0040] 图6是本发明实施例中压力与接触面积的函数图；
[0041] 图7是本发明的触摸屏装置第一实施例的模块示意图；
[0042] 图8是本发明的触摸屏装置第二实施例的模块示意图；
[0043] 图9是本发明的触摸屏装置第三实施例的模块示意图。
[0044] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0045] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0046] 参见图1，提出本发明的触摸屏控制方法第一实施例，所述触摸屏控制方法包括以 下步骤：
[0047] 步骤SlO :触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据电容变化计算触控物移动的 速度
[0048] 所述触控物为能够在触摸屏上进行触控操作的任意物件，通常为用户的手指，以 下不做特别说明时，手指均指代触控物。
[0049] 如图2所示，触摸屏上包含两路走线，分别为Yn和Xm，其中一路是驱动信号走线， 另一路是感应走线，驱动信号走线和感应走线都有若干条。本发明所使用的触摸屏与现在 市面上常使用的触摸屏结构一致，只是具有更高分辨率，即在同样大小的触摸屏上具有更 多的X、Y走线。但如果对检测精度要求较低，也可以直接使用低分辨率的触摸屏。
[0050] 手指点击触摸屏的过程，是逐渐靠近触摸屏直至与触摸屏接触。当手指靠近触摸 屏到一定距离时，触摸屏（触摸屏上的走线）与手指之间的电容开始发生变化，直至手指触 摸到触摸屏时，触摸屏上某对（或多对）XY线上的电容不再发生变化。
[0051] 当手指在逐渐靠近触摸屏时，手指与触摸屏之间的电容和手指与触摸屏之间的距 离存在以下关系：
[0052] C = aH2+bH+d (1)
[0053] 其中，C为手指与触摸屏之间的电容，H为手指与触摸屏之间的间距，a、b、d为常 数，与触摸屏的走线相关，其中a和b为负数。式（1)的函数图如图3所示，随着手指与触 摸屏逐渐靠近，手指与触摸屏之间的电容逐渐增大，直至手指接触触摸屏即H= 0时，电容 达到最大值d;当手指远离触摸屏时，电容越来越小，直至趋近于0。因此，当触摸屏装置具 有较高报点率时（如200Hz)，则根据式（1)中手指与触摸屏之间的电容和距离的关系，以及 手指点击触摸屏过程中电容的变化来计算触控物移动的速度。
[0054] 具体的，在手指点击触摸屏过程中，当电容从最小值开始变化时，开启计时器开始 计时，当电容从最小值变化到最大值时（触摸屏上某对XY走线上的电容不再发生变化时， 说明此时手指已触摸到触摸屏），计时结束，获取电容从最小值变化到最大值所用的时间 t。而对于确定的触摸屏，电容从最小值开始变化时手指与触摸屏的距离h是恒定的常量， 因此根据公式h=Vt，得到手指在点击触摸屏过程中的移动速度V=h/t。
[0055] 在某些实施例中，也可以在电容开始变化到变化到最大值期间的任意时刻开始计 时，并根据该时刻的电容值和式（1)计算出此刻手指距离触摸屏距离，同样可以计算出移 动速度。
[0056] 步骤Sll:根据触控物移动的速度的大小执行相应的操作
[0057] 具体实现上，可以建立速度大小与操作指令的对应关系，不同的速度值对应不同 的操作指，触摸屏装置可以仅根据速度大小执行相应的操作，也可以结合手指点击触摸屏 的位置坐标来执行相应的操作。例如，在打字时，手指正常速度点击触摸屏则输出小写字 母，快速点击触摸屏则输出大写字母。
[0058] 参见图4,提出本发明的触摸屏控制方法第二实施例，所述触摸屏控制方法包括以 下步骤：
[0059] 步骤S20 :触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据电容变化计算触控物移动的 速度
[0060] 本步骤S20与第一实施例中的步骤SlO相同，在此不再赘述。
[0061] 步骤S21根据触控物移动的速度计算触控物点击触摸屏的压力
[0062] 在手指刚接触触摸屏到手指停止移动时，根据物理定律，手指移动的速度与手指 点击触摸屏的压力满足以下关系：
[0063] mV=Ft (2)
[0064] 其中，m为手指的质量，V为手指移动的速度，F为手指点击触摸屏的压力，t为手 指接触屏幕到手指停止移动的时间。
[0065] 对于同一手指（即同一触控物），m为常量。虽然F在手指接触屏幕到停止移动前 是个变化的量，但根据：
【权利要求】
1. 一种触摸屏控制方法，其特征在于，包括步骤： 当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计算所述触控物移动的速 度； 根据所述速度计算所述触控物点击触摸屏的压力； 根据所述压力的大小执行相应的操作。
2. 根据权利要求1所述的触摸屏控制方法，其特征在于，所述根据电容变化计算所述 触控物移动的速度包括： 获取电容从最小值变化到最大值所用的时间，以及电容从最小值开始变化时所述触控 物与触摸屏的距离； 根据所述时间和距离计算所述触控物移动的速度。
3. 根据权利要求1所述的触摸屏控制方法，其特征在于，所述根据速度计算所述触控 物点击触摸屏的压力包括： 根据所述速度和公式mV = Ft，计算所述触控物点击触摸屏的压力；其中m为触控物的 质量，V为触控物移动的速度，F为触控物点击触摸屏的压力，t为触控物接触触摸屏到停止 移动的时间。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的触摸屏控制方法，其特征在于，所述方法还包括： 检测所述触控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，根据所述触控物点击触摸屏的 压力和所述触控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，确定所述压力与接触面积的对应关 系； 当所述触控物持续接触触摸屏时，检测所述触控物与触摸屏的接触面积； 根据所述接触面积和所述压力与接触面积的对应关系，计算所述触控物对触摸屏的压 力； 根据所述触控物对触摸屏的压力的大小执行相应的操作。
5. 根据权利要求4所述的触摸屏控制方法，其特征在于，所述检测所述触控物与触摸 屏的接触面积包括：检测所述触控物按压触摸屏或在触摸屏上滑动时与触摸屏的接触面 积。
6. -种触摸屏装置，其特征在于，包括触摸屏控制器和处理器，其中： 触摸屏控制器，用于当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计算所 述触控物移动的速度，根据所述速度计算所述触控物点击触摸屏的压力； 处理器，用于根据所述压力的大小执行相应的操作。
7. 根据权利要求6所述的触摸屏装置，其特征在于，所述触摸屏控制器包括速度获取 单元，所述速度获取单元用于：获取电容从最小值变化到最大值所用的时间，以及电容从最 小值开始变化时所述触控物与触摸屏的距离，根据所述时间和距离计算所述触控物移动的 速度。
8. 根据权利要求6所述的触摸屏装置，其特征在于，所述控制器包括第一压力获取单 元，所述第一压力获取单元用于：根据所述速度和公式mV = Ft，计算所述触控物点击触摸 屏的压力；其中m为触控物的质量，V为触控物移动的速度，F为触控物点击触摸屏的压力， t为触控物接触触摸屏到停止移动的时间。
9. 根据权利要求6-8任一项所述的触摸屏装置，其特征在于，所述触摸屏控制器包括 第二压力获取单元，所述第二压力获取单元用于：当所述触控物点击触摸屏后，检测所述触 控物点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，根据所述触控物点击触摸屏的压力和所述触控物 点击触摸屏时与触摸屏的接触面积，确定所述压力与接触面积的对应关系；当所述触控物 持续接触触摸屏时，检测所述触控物与触摸屏的接触面积；根据所述接触面积和所述压力 与接触面积的对应关系，计算所述触控物对触摸屏的压力； 所述处理器用于：根据所述触控物对触摸屏的压力的大小执行相应的操作。
10. 根据权利要求9所述的触摸屏装置，其特征在于，所述第二压力获取单元用于：检 测所述触控物按压触摸屏或在触摸屏上滑动时与触摸屏的接触面积。
11. 一种触摸屏控制方法，其特征在于，包括步骤： 当触控物点击触摸屏时，检测电容变化，根据所述电容变化计算所述触控物移动的速 度； 根据所述速度的大小执行相应的操作。
12. 根据权利要求11所述的触摸屏控制方法，其特征在于，所述根据电容变化计算所 述触控物移动的速度包括： 获取电容从最小值变化到最大值所用的时间，以及电容从最小值开始变化时所述触控 物与触摸屏的距离； 根据所述时间和距离计算所述触控物移动的速度。
【文档编号】G06F3/044GK104317466SQ201410586563
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】张键洋, 邓耿淳, 阙滨城 申请人:深圳市汇顶科技股份有限公司