一种可提高互电容触摸屏信噪比的组合扫描方法与流程

本发明属于触摸屏技术领域，更具体地说，涉及一种可提高互电容触摸屏信噪比的组合扫描方法。

背景技术

目前电容式触摸屏技术在人机交互类消费电子产品领域应用越来越广泛，其中互电容式触摸屏由于可支持真实多指同时操作、触摸精度高等优异性能，应用尤为广泛，在智能手机、平板和智能手表市场几乎都是采用互电容式触摸屏。互电容触摸屏扫描测量的是屏上垂直相交的两个电极之间的相互电容大小，当人的手指靠近或接触互电容触摸屏表面时，相当于在屏上原来相交电极形成的电容两端并联一个新电容，这将导致总的互电容变小，触控芯片中的测量电路对该互电容进行测量，并能感知互电容的变化量，根据该变化进而计算得到手指的触摸位置。互电容的测量容易受到外部环境的影响，包括环境的温湿度、电磁干扰、充电器干扰等，较大的干扰将会对计算触摸位置的准确度造成影响。现有技术在扫描互电容触摸屏时，一般都是一行一行发射驱动信号进行扫描，每一行的感应面积相对较小，手指的触摸信号容易被环境干扰影响。有的技术做了多根发射极同时扫描，但那是采用向各路发射极发送不同的正交信号的方式，对驱动信号形式有严格要求，需要设计专门的芯片电路实现，系统复杂，成本高。

技术实现要素：

为了在不增加硬件成本的情况下，提升互电容触摸屏的信噪比，提高其抗干扰能力，本发明提供了一种可提高互电容触摸屏信噪比的组合扫描方法。

本发明所述方法如下：

第1步，将包含n个发射电极和m个感应电极的互电容触摸屏依据发射电极分成k组，每组包含ki个发射电极，ki应该大于等于3；

第2步，将整个互电容触摸屏依据发射电极分成k组以后，对于任意一组发射电极i，其具有ki个发射电极，每次从中选取ki-1个发射电极对其同时发送驱动信号，m个感应电极同时进行测量，由排列组合知识可知，从ki个发射电极中选取ki-1个发射电极的选择方式有k种，故任意一组发射电极i，扫描完成都可以得到ki*m个扫描数据，所有分组扫描完成后最终得到n*m个扫描数据；

第3步，根据前面组合扫描的n*m个数据，程序采用解代数方程的方式将n*m个互电容节点的每个节点的真实信号计算出来。具体的求解方式为：对于任意一组发射电极i，其包含ki个发射电极，对这ki个发射电极选ki-1个电极同时发送驱动信号的选择方式有ki种，m个感应电极则在每次向发射电极发送驱动信号时同时进行测量，这样将得到ki*m个扫描数据，由于m个感应电极之间是相互独立的，故每个感应电极都有ki个扫描数据，设任意感应电极对应的ki个扫描数据为v1、v2至vki，其ki个感应节点的待求解互电容信号为s1、s2至ski，那么该信号的计算过程如下:

扫描数据v与待求解信号s存在如下关系:

s1+s2+s3+…+ski-2+ski-1=vki

s1+s2+s3+…+ski-2+ski=vki-1

…

…

…

s1+s3+s4+…+ski-1+ski=v2

s2+s3+s4+…+ski-1+ski=v1

解以上方程组可得各感应节点的真实信号sj：

sj=-vj

其中，i、j、k为整数，k>=3，1<=i<=k，1<=j<=k。

本发明的有益效果为：

1）将互电容触摸屏多个发射电极连在一起同时发射驱动信号，所有感应极同时进行测量，这样可以增大扫描时刻的感应区域，从而能提高感测到的手指触摸信号强度；

2）由于多个发射电极连在一起同时发送驱动信号，各感应电极同时进行测量，扫描得到的信号中具有相同的共模噪声，这对后期通过共模滤波的方式来虑除噪声很有帮助；

3）由于多个发射电极连在一起同时发送驱动信号，各感应电极同时进行测量，对于一些随机噪声和由于电气制造误差引起的噪声，该扫描方式具有相互抵消的效果；

4）各互电容节点的真实信号求解计算过程清晰明了，没有复杂的运算；

5）该方法只是从软件上改变互电容触摸屏的扫描方式，无须从硬件上做改动，在不增加任何成本的情况下有效地提高互电容触摸屏的信噪比，从而提高触控产品的用户体验。

附图说明

图1为本发明公开的一种可提高互电容触摸屏信噪比的组合扫描方法流程示意图。

图2为本发明实施例公开的一种互电容触摸屏分组示意图。

具体实施方式

为了使本发明所述方法更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例只用于解释本发明，而并不限定本发明。

本实施例以包含5个发射极和5个感应极的互电容触摸屏为例进行说明，参考图1，本发明实施例提供的一种可提高互电容触摸屏信噪比的组合扫描方法，其主要步骤如下：

第1步，将该5*5的互电容触摸屏依据发射电极进行分组。由于该实施例的发射极只有5个，电极数相对较少，为便于计算，故将整个屏分成1组；

第2步，从5个发射电极中选取4个电极同时向其发送驱动信号，芯片对5个感应电极同时进行测量，依据组合知识可知，5选4的选择方式有5种，故该过程需要执行5次，具体选择过程如下：

触控芯片向发射电极tx0、tx1、tx2、tx3同时发送驱动信号，5个感应电极同时测量，得到5个扫描数据v40、v41、v42、v43、v44；

触控芯片向发射电极tx0、tx1、tx2、tx4同时发送驱动信号，5个感应电极同时测量，得到5个扫描数据v30、v31、v32、v33、v34；

触控芯片向发射电极tx0、tx1、tx3、tx4同时发送驱动信号，5个感应电极同时测量，得到5个扫描数据v20、v21、v22、v23、v24；

触控芯片向发射电极tx0、tx2、tx3、tx4同时发送驱动信号，5个感应电极同时测量，得到5个扫描数据v10、v11、v12、v13、v14；

触控芯片向发射电极tx1、tx2、tx3、tx4同时发送驱动信号，5个感应电极同时测量，得到5个扫描数据v00、v01、v02、v03、v04；

第3步，根据扫描数据通过解方程计算得到各互电容节点的真实信号。设各发射极（txn）对应行的互电容节点真实信号依次为：

tx0行：s00、s01、s02、s03、s04

tx1行：s10、s11、s12、s13、s14

tx2行：s20、s21、s22、s23、s24

tx3行：s30、s31、s32、s33、s34

tx4行：s40、s41、s42、s43、s44

由于各感应电极之间是相互独立的，故任意一列的信号计算与其他列是无关的，此处以计算第0列的真实信号为例，介绍其求解过程：

s00+s10+s20+s30=v40

s00+s10+s20+s40=v30

s00+s10+s30+s40=v20

s00+s20+s30+s40=v10

s10+s20+s30+s40=v00

解以上方程组可得第0列感应电极的真实信号：

si0=(v00+v10+v20+v30+v40)/4-vi0(0<=i<=4)

依次类推，其余各列互电容节点的真实信号依次为：

si1=(v01+v11+v21+v31+v41)/4-vi1(0<=i<=4)

si2=(v02+v12+v22+v32+v42)/4-vi2(0<=i<=4)

si3=(v03+v13+v23+v33+v40)/4-vi3(0<=i<=4)

si4=(v04+v14+v24+v34+v44)/4-vi4(0<=i<=4)

本发明创造性地采用组合扫描的方式对互电容触摸屏进行扫描，在不提高硬件成本的情况下，提高互电容触摸屏扫描信号强度，降低环境噪声的影响，从而达到提高信噪比，提升产品用户体验的目的。

本发明提供的实施例只是一种解释性的实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。