电阻式触摸屏两点检测方法及设备

摘要

本发明涉及触摸屏技术，公开了一种电阻式触摸屏两点检测方法及设备。本发明中，利用串联电阻，测量在y轴、x轴加电场时串联电阻端的电压值VADC1_0、VADC1_1、VADC2_0、VADC2_1，如果VADC1_1、VADC1_0的差值ΔVy满足ΔVy≥VTy(VTy为第一预置门限)，或者VADC2_1、VADC2_0的差值ΔVx满足ΔVx≥VTx(VTx为第二预置门限)，则检测出有两点被按下，解决了电阻式触摸屏不能多点检测的问题，从而能丰富软件操作上的应用。

说明书

技术领域

本发明涉及触摸屏技术，特别涉及电阻式触摸屏的多点检测技术。

背景技术

随着科学技术的不断发展，触摸屏在我们的日常生活中已有广泛的应用，关于触摸屏的技术可参见专利号为“6072475”的美国专利。目前触摸屏主要有几种类型，分别是：电阻式、电容式(表面电容式和感应电容式)、表面声波式、红外式、弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。其中，电阻式触摸屏通过利用压力感应进行控制。电容式触摸屏通过利用人体的电流感应进行工作。红外线式触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。表面声波，是超声波的一种，在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座(根据表面波的波长严格设计)，可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。下面针对电阻式触摸屏的工作原理进行介绍。

电阻式触摸屏的屏体部分由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，当在其中一层导电层的y轴方向加上电场，同时在另一层导电层x轴方向测试电压，所得电压经过A/D转换(数模转换)后即为y轴坐标，同理可以测得x轴坐标，如图1所示。

然而，本发明的发明人发现，在目前的电阻式触摸屏中，只能实现一点检测，无法实现多点检测。而在实际应用中，许多软件(尤其是游戏类软件)往往需要在能实现多点检测的基础上进行操作，而且，能实现多点检测的触摸屏可以大大提高用户的触摸感官。目前，虽然有些电容式触摸屏能够实现多点检测，但电容式触摸屏的成本高，相较于电阻式触摸屏，其价格更为昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻式触摸屏两点检测方法及设备，使得电阻式触摸屏能实现两点检测。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电阻式触摸屏两点检测方法，包含以下步骤：

分别计算在y轴、x轴加电场时各串联电阻端的电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}、V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，其中其中V_{ADC1_0}为没有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，V_{ADC1_1}为有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，同理V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}分别为没有点按下和有点按下时在x轴加电场的x轴串联电阻端的电压值。如果V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y大于或等于第一预置门限V_Ty，或者V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x大于或等于第二预置门限V_Tx，则判定电阻式触摸屏上有两点被按下。

本发明的实施方式还提供了一种设备，包含电阻式触摸屏，其特征在于，设备还包含：

计算单元，用于分别计算在y轴、x轴加电场时串联电阻端电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}、V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，其中V_{ADC1_0}为没有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，V_{ADC1_1}为有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，同理V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}分别为没有点按下和有点按下时在x轴加电场的x轴串联电阻端的电压值；

判断单元，用于判断V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y是否大于或等于第一预置门限V_Ty，V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x是否大于或等于第二预置门限V_Tx；

检测单元，用于在判断单元判定V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y大于或等于第一预置门限V_Ty，或者V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x大于或等于第二预置门限V_Tx时，判定电阻式触摸屏上有两点被按下。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

通过简单的串联电阻，计算在y轴、x轴加电场时串联电阻端电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}、V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，如果V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y满足ΔV_y≥V_Ty(V_Ty为第一预置门限)，或者V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x满足ΔV_x≥V_Tx(V_Tx为第二预置门限)，则检测出有两点被按下，解决了电阻式触摸屏不能多点检测的问题，从而能实现更多软件操作上的应用。

进一步地，在检测出所述电阻式触摸屏上有两点被按下后，还可以检测被按下的两点是否存在相对运动趋势。由于两点相对运动趋势在实际应用中比较有用，比如用户在按住触摸屏显示的图片上的两点后，向外滑动(即按下的两点在远离)，则可以使图片放大，向内滑动则可以使图片缩小。因此，检测被按下的两点是否存在相对运动趋势可以更为方便地实现一些软件操作上的应用。使得电阻式触摸屏也可以达到类似电容式触摸屏一样的多点滑动检测，提高用户触摸感观，实现低成本高品质的享受。

进一步地，根据V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势或变小趋势，判断被按下的两点的相对运动趋势。由于可通过公式证明V_{ADC1_1}随|y1-y2|单调递增(y1、y2为两点的垂直位置)，V_{ADC2_1}随|x1-x2|单调递增(x1、x2为两点的水平位置)，因此根据V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势或变小趋势进行判断，保证了相对运动趋势的判断准确性。

进一步地，用于计算电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}的电阻R1与用于计算电压值V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}的电阻R2，推荐取值100ohm。由于R1、R2的阻值将影响到两点检测的效果，比如说，如果R1、R2的阻值太大则将降低坐标动态范围，太小则将对两点按下反映不灵敏，通过对多款触摸屏的实际测试，R1、R2设定为100ohm时，可取的较好的两点检测效果。

附图说明

图1是现有技术中电阻式触摸屏的一点检测的工作原理示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的电阻式触摸屏两点检测方法流程图；

图3是根据本发明第一实施方式中的触摸屏电阻分配示意图；

图4是根据本发明第一实施方式中的电阻式触摸屏的状态转换示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种电阻式触摸屏两点检测方法，具体流程如图2所示。

在步骤210中，分别计算在y轴、x轴加电场时串联电阻端电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}、V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，其中V_{ADC1_0}为没有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，V_{ADC1_1}为有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，同理V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}分别为没有点按下和有点按下时在x轴加电场的x轴串联电阻端的电压值。具体地说，触摸屏电阻分配如图3所示(该触摸屏的电阻分配方式与现有技术相同，在此不再赘述)，假设触摸屏y轴总电阻为Ry，x轴总电阻为Rx.将两点相对位置分为以下三类：

a，两点在同一垂直位置，即x1＝x2；

b，两点在同一水平位置，即y1＝y2；

c，两点不同时在垂直或水平位置，即x1≠x2&y1≠y2。

首先在y轴加电场(YU＝VDD，YD＝GND)，如果没有点或只有一点被按下则V_{ADC1_0}＝VDD＊R1/(R1+Ry)，同理在x轴加电场(XL＝VDD，XR＝GND)可得V_{ADC2_0}＝VDD＊R2/(R2+Rx)。如果有两点同时按下且y1≠y2即两点不在水平位置，根据如图3所示的触摸屏电阻分配，设Rc＝Rz1+Rx2+Rz2，则V_{ADC1_1}＝VDD＊R1/[(R1+(Ry1+Ry2//Rc+Ry3)]，如果这两点处在水平位置即y1＝y2，则同理可计算出V_{ADC2_1}。

接着，在步骤220中，判断V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y是否大于或等于第一预置门限V_Ty，V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x是否大于或等于第二预置门限V_Tx。如果ΔV_y≥V_Ty，或者ΔV_x≥V_Tx，则判定电阻式触摸屏上有两点被按下。

具体地说，由于Ry＝Ry1+Ry2+Ry3，根据并联电阻特性可知(Ry1+Ry2//Rc+Ry3)必然小于Ry，所以有ΔV_y＝V_{ADC1_1}-V_{ADC1_0}＞0，类似地，ΔV_x＝V_{ADC2_1}-V_{ADC2_0}＞0。因此，通过设置合适的门限V_Ty和V_Tx，如果满足条件ΔV_y≥V_Ty或者ΔV_x≥V_Tx，则可以确定电阻式触摸屏上有两点被按下。如果不满足条件ΔV_y≥V_Ty或者ΔV_x≥V_Tx，则判定电阻式触摸屏上没有两点被按下，结束本流程。

通过利用电阻式触摸屏中的串联电阻，计算在y轴、x轴加电场时串联电阻端的电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}、V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，如果V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y满足ΔV_y≥V_Ty(V_Ty为第一预置门限)，或者V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x满足ΔV_x≥V_Tx(V_Tx为第二预置门限)，则检测出有两点被按下，解决了电阻式触摸屏不能多点检测的问题，从而能实现更多软件操作上的应用，大大提高了用户的触摸感观。如果既不满足条件ΔV_y≥V_Ty，也不满足条件ΔV_x≥V_Tx，则说明只有一点被按下。

值得一提的是，对用于计算电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}的电阻R1与用于计算电压值V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}的电阻R2，由于R1、R2的阻值将影响到两点检测的效果，比如说，如果R1、R2的阻值太大则将降低坐标动态范围，太小则将对两点按下反映不灵敏，通过对多款触摸屏的实际测试，推荐R1＝R2＝100ohm。当然，R1和R2可根据不同的触摸屏电阻特性做适当的调整，此处是指对于常用的电阻式触摸屏推荐取值为100ohm。

此外，可以理解，电阻R1、R2也可以取其他能满足需求的值。

另外，步骤210与步骤220还可以有各种变化例。比如说，先仅计算y轴加电场时串联电阻端电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}，判断V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y是否大于或等于第一预置门限V_Ty，如果已满足条件ΔV_y≥V_Ty，则将可直接判定电阻式触摸屏上有两点被按下。如果不满足条件ΔV_y≥V_Ty，则再进一步在x轴加电场，测得V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，判断是否满足条件ΔV_x≥V_Tx。类似的，也可能先仅计算x轴加电场时导电层的2个接触点的电压值V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，判断V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x是否大于或等于第一预置门限V_Tx，如果已满足条件ΔV_x≥V_Tx，则将可直接判定电阻式触摸屏上有两点被按下。如果不满足条件ΔV_x≥V_Tx，则再进一步在y轴加电场，测得V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}，判断是否满足条件ΔV_y≥V_Ty。

如果检测到电阻式触摸屏上有两点被按下，则进入步骤230，检测被按下的两点的相对运动趋势。在检测出电阻式触摸屏上有两点被按下后，还可以检测被按下的两点是否存在相对运动趋势。由于两点相对运动趋势在实际应用中比较有用，比如用户在按住触摸屏显示的图片上的两点后，向外滑动(即按下的两点在远离)，则可以使图片放大，向内滑动则可以使图片缩小。因此，检测被按下的两点是否存在相对运动趋势可以更为方便地实现一些软件操作上的应用。使得电阻式触摸屏也可以达到类似电容式触摸屏一样的多点滑动检测，提高用户触摸感观，实现低成本高品质的享受。

在本步骤中，可根据V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势或变小趋势，判断被按下的两点的相对运动趋势。比如说，如果V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变小趋势，则判定被按下的两点在靠近；如果V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势，则判定被按下的两点在远离；如果V_{ADC1_1}和V_{ADC2_1}既没有呈变小趋势，也没有呈变大趋势，则判定被按下的两点不存在相对运动趋势。

具体地说，由于V_{ADC1_1}＝VDD＊R1/[(R1+(Ry1+Ry2//Rc+Ry3)]＝VDD＊R1/[(R1+Ry-Ry2+Ry2//Rc]，设Ry2//Rc＝σRy2(σ＜1)。另外，由导电层特性可知Ry2＝p＊|y1-y2|/(h＊W)(p：导电层体电阻率；h：导电层厚度；W：导电层宽度)正比于|y1-y2|，设Ry2＝K|y1-y2|(K＝p/h＊w)；则V_{ADC1_1}＝VDD＊R1/[R1+Ry-Ry2+Ry2//Rc]＝VDD＊R1/[R1+Ry-Ry2+σRy2]

   ＝VDD＊R1/[R1+Ry+(σ-1])Ry2]

   ＝VDD＊R1/[R1+Ry+(σ-1])K|y1-y2|]

由于σ＜1，K＞0且为常数，则可以容易的证明V_{ADC1_1}随|y1-y2|单调递增。同样的方法可以证明V_{ADC2_1}随|x1-x2|单调递增。因此，当V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势则说明两点在远离，呈变小趋势则说明两点在靠近。如果V_{ADC1_1}和V_{ADC2_1}既没有呈变小趋势，也没有呈变大趋势，则说明被按下的两点不存在相对运动趋势。

由于可通过公式证明V_{ADC1_1}随|y1-y2|单调递增(y1、y2为两点的垂直位置)，V_{ADC2_1}随|x1-x2|单调递增(x1、x2为两点的水平位置)，因此根据V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势或变小趋势进行判断，保证了相对运动趋势的判断准确性。

需要说明的是，接触电阻Rz对ΔV_y或ΔV_x影响很大，如果接触电阻很大则ΔV_y或ΔV_x变化将会很细微。假设V_Ty＝20mV，Ry＝1000ohm，R1＝100ohm，VDD＝2.8V，则要检测到两点按下要求Rz＜10Kohm，这个是极限情况，实际应用中希望Rz越小越好，因此建议使用指头做为两点触摸工具。

在本实施方式中，可将触摸屏分为以下几个不同的状态：

State1：触摸屏空闲；

State2：有一点按下；

State3：有两点按下；

各个状态转移关系如图4所示。如果没有启动两点检测机制即触摸屏只在state1和state2之间来回转变，其工作方式与现有技术相同，在此不再赘述。如果启动了两点检测机制，则每次采样都要测量V_x(x轴加电压ADC1测量电压，即x坐标)，V_yy(y轴加电压ADC1测量电压)，V_y(y轴加电压ADC2测量电压，即y坐标)，V_xx(x轴加电压ADC2测量电压)，设ΔV_yy＝V_yy-V_yy0，ΔV_xx＝V_xx-V_xx0，其中，V_yy0为没有点按下时y轴加电压ADC1测量电压，V_xx0为没有点按下时x轴加电压ADC2测量电压。各个状态之间转移的条件如下：(假设idle状态触摸检测电平为高电平)

State1-＞State2：触摸检测信号电平发生H(高电平)→L(低电平)跳变，ΔV_yy＜V_Ty且ΔV_xx＜V_Tx

State2-＞state1：检测信号电平L→H跳变。

State1-＞State3：检测信号电平发生H→L跳变，V_Ty≤ΔV_yy，或V_Tx≤ΔV_xx

State3-＞state1：检测信号电平L→H跳变。

State2-＞state3：检测电平保持L，同时ΔV_yy从ΔV_yy＜V_Ty变化到ΔV_yy≥V_Ty，或ΔV_xx从ΔV_xx＜V_Tx变化到ΔV_xx≥V_Tx。

State3-＞state2：检测电平保持L，同时ΔV_yy从V_Ty≤ΔV_yy变化到V_Ty＞ΔV_yy，或ΔV_xx从V_Tx≤ΔV_xx变化到V_Tx＞ΔV_xx

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第二实施方式涉及一种设备。该设备包含电阻式触摸屏，设备还包含计算单元、判断单元和检测单元：

计算单元用于分别计算在y轴、x轴加电场时串联电阻端的电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}、V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}，其中V_{ADC1_0}为没有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，V_{ADC1_1}为有点按下时在y轴加电场的y轴串联电阻端的电压值，同理V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}分别为没有点按下和有点按下时在x轴加电场的x轴串联电阻端的电压值；

具体地说，首先在y轴加电场(YU＝VDD，YD＝GND)，如果没有点或只有一点被按下则V_{ADC1_0}＝VDD＊R1/(R1+Ry)，同理在x轴加电场(XL＝VDD，XR＝GND)可得V_{ADC2_0}＝VDD＊R2/(R2+Rx)。如果有两点同时按下且y1≠y2即两点不在水平位置，根据如图3所示的触摸屏电阻分配，设Rc＝Rz1+Rx2+Rz2，则V_{ADC1_1}＝VDD＊R1/[(R1+(Ry1+Ry2//Rc+Ry3)]，如果这两点处在水平位置即y1＝y2，则同理可计算出V_{ADC2_1}。其中，用于计算电压值V_{ADC1_0}、V_{ADC1_1}的电阻R1与用于计算电压值V_{ADC2_0}、V_{ADC2_1}的电阻R2推荐取值100ohm。当然，R1和R2可根据不同的触摸屏电阻特性进行调整，对于常用的电阻式触摸屏推荐取值为100ohm。

判断单元用于判断V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y是否大于或等于第一预置门限V_Ty，V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x是否大于或等于第二预置门限V_Tx。

检测单元用于在判断单元判定V_{ADC1_1}、V_{ADC1_0}的差值ΔV_y大于或等于第一预置门限V_Ty，或者V_{ADC2_1}、V_{ADC2_0}的差值ΔV_x大于或等于第二预置门限V_Tx时，判定电阻式触摸屏上有两点被按下。

本实施方式中的设备还包含滑动检测单元，用于检测被按下的两点是否存在相对运动趋势。

检测单元在检测出电阻式触摸屏上有两点被按下后，指示滑动检测单元检测被按下的两点是否存在相对运动趋势。

滑动检测单元可通过以下方式检测被按下的两点是否存在相对运动趋势：

判断V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}是否呈变小趋势，如果V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变小趋势，则判定被按下的两点在靠近。

判断V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}是否呈变大趋势，如果V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}呈变大趋势，则判定被按下的两点在远离。

如果V_{ADC1_1}或V_{ADC2_1}既没有呈变小趋势，也没有呈变大趋势，则判定被按下的两点不存在相对运动趋势。

本实施方式中的电阻式触摸屏存在以下状态：触摸屏空闲、有一点按下、有两点按下。电阻式触摸屏在各状态之间进行转换。

不难发现，第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。