專利名稱：二維電容傳感器的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二維電容傳感器的定位方法。
背景技術(shù)：
所謂二維電容傳感器是指利用電容的原理傳遞X方向和Y方向上信號的一種器件或者裝置，可以是ITO (銦錫氧化物)層、PCB板、鍵盤或者觸摸屏等，通常由人的手指或者觸控筆致動。為了偵測觸控對象觸碰觸摸屏的具體位置，在現(xiàn)有的二位電容傳感器的掃描配置中，一般是按照逐行或者逐列的方式掃描，也即每個時刻掃描一行或者一列。為了表征觸摸前后電容大小的變化量，需要將掃描行或者列的電容值線形轉(zhuǎn)換成模擬電路可以分辨的量，如時間或者頻率，然后再對這個量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換結(jié)果送給微處理器來判斷是否有觸摸的發(fā)生。上述這種采用逐行或者逐列的掃描方法，雖然掃描方式比較簡單，但是由于在不同的時間段內(nèi)外界存在干擾也有差異，所以偵測的數(shù)據(jù)就不很穩(wěn)定，最終導(dǎo)致可能觸摸的操作被當(dāng)作未觸摸，而未觸摸被當(dāng)作觸摸，不能準(zhǔn)確的判斷出是否被觸摸，在外界干擾更嚴(yán)重時，甚至檢測到坐標(biāo)相對觸摸點漂移，上述將直接導(dǎo)致抗干擾性能差，產(chǎn)生誤判的動作。因此需要為廣大用戶提供一種更加簡便的二維電容傳感器的定位方法來解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實際所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種抗干擾性能高、能夠快速判斷觸控對象位置的二維電容傳感器的定位方法。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種二維電容傳感器的掃描配置所采用的定位方法，其步驟如下首先，逐次順序掃描每個電極組，獲取上述各個數(shù)據(jù)，并判斷絕對值最大的數(shù)值；其次，逐次順序同時掃描兩個電極組，偵測出Y方向上的位置點坐標(biāo)；最后，根據(jù)上述絕對值最大的數(shù)值與Y方向上位置點坐標(biāo)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)最終計算出X方向上的位置點坐標(biāo)。本發(fā)明所述的二維電容傳感器的定位方法，不但簡單，而且能夠有效克制外界噪聲引起的干擾，增強抗干擾性，從而快速準(zhǔn)確的找出觸控點的具體位置坐標(biāo)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所述單層電極的結(jié)構(gòu)布圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明觸控后感應(yīng)量隨位置的變化圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明觸控對象移動時感應(yīng)量隨位置的變化圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明觸控后感應(yīng)量隨時間的變化圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明所涉及的二維電容傳感器的掃描配置，其具有布設(shè)于一側(cè)的單層電極組即單層電極，請參考圖1所示的電極層1的布線結(jié)構(gòu)，所述電極層1由多個電極組10組成，所述每個電極組10均具有兩個觸控電極，分別為正觸控電極11和負(fù)觸控電極12。所述正觸控電極11與所述負(fù)觸控電極12相向排列，且一個方向上的電極分別布設(shè)于另一個方向電極之間的空隙區(qū)域。本發(fā)明采用對上述電極層1中逐行或者逐列掃描時，每次同時掃描兩行或者兩列，然后獲取兩行或者兩列的電容差值，對上述電容差值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理最終得出觸控對象的具體位置。具體的說若所述電極層1共有η個電極組10，則逐次順序掃描所述每個電極組，第一次掃描時，將第一組電極10中的正觸控電極11作為掃描S端，將第一組電極10 中的負(fù)觸控電極12作為參考R端，此時其它組電極10均懸空或者均接地，偵測第一次掃描獲得第一組數(shù)據(jù)Xl ；第二次掃描時，將第二組電極10中的正觸控電極11作為掃描S端，將第二組電極10中的負(fù)觸控電極12作為參考R端，此時其它組電極10均懸空或者均接地， 偵測第二次掃描獲得第一組數(shù)據(jù)Χ2 ；第N次掃描時，將第N組電極10中的正觸控電極11作為掃描S端，將第N組電極10中的負(fù)觸控電極12作為參考R端，此時其它組電極10均懸空或者均接地，偵測第N次掃描獲得第一組數(shù)據(jù)fti ；并判斷出所述N組數(shù)據(jù)&中絕對值最大的數(shù)值Max。本發(fā)明也可以利用圖形偵測出絕對值最大的數(shù)值，由于在有觸控對象觸碰電容傳感器的情況下，按照上述掃描方式就形成了如圖2所示的感應(yīng)量隨位置的變化波形圖，由上述波形圖可知，觸控對象觸碰后會出現(xiàn)最大和最小感應(yīng)值，其中最大感應(yīng)值出現(xiàn)在S端面積最大處，最小感應(yīng)值出現(xiàn)在R端面積最小處。其原因在于當(dāng)觸控對象從左向右觸碰上述電容傳感器時，以一個電極組為例，就會偵測到如圖3所述的感應(yīng)量隨X方向位置變化的波形圖，觸控對象在左側(cè)時，此時偵測的感應(yīng)量的正值最大，隨觸控對象的不斷右移，感應(yīng)量出現(xiàn)了負(fù)的最大值。由于感應(yīng)強度的計算為掃描S端電極的電容量與參考R端電極的電容量之差，所以觸控對象在最左側(cè)時，此時掃描S端電極的接觸面積最大，參考R端電極的接觸面積最小，因此偵測的感應(yīng)強度最大；隨觸控對象的不斷右移至中間位置時，掃描S端電極和參考R端電極的接觸面積相等，此時偵測到的感應(yīng)強度為零；當(dāng)觸控對象滑動至最右端時，此時掃描S端電極的接觸面積最小，參考R端電極的接觸面積最大，此時偵測的感應(yīng)強度為最大，且為負(fù)值。根據(jù)上述最大、最小感應(yīng)值就可以判斷出上述兩者絕對值的最大值，記錄上述絕對值最大的數(shù)值Xmax。由于在本發(fā)明中，若計算X方向的位置坐標(biāo)需要利用Y方向偵測位置坐標(biāo)時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所以下面先具體論述下Y方向觸控對象觸碰后的具體位置坐標(biāo)對于Y軸方向上的位置點坐標(biāo)需要引入差分測量電容的原理，所謂差分測量是指當(dāng)電容傳感器上電后，掃描線開始掃描，在沒有任何輸入裝置觸碰時，整個電容傳感器的電容值的變化趨于一恒定值，在理想狀態(tài)下該恒定值為零。而當(dāng)有任何輸入設(shè)備如手指觸碰該電容傳感器時，該電容值就會發(fā)生變化，經(jīng)過第一次掃描后，第二次再掃描時，同一位置的兩電容值就形成了一差值，如此就形成了有正、有負(fù)的電容值，即最終形成了具有最大和最小的電容值，據(jù)此最終判斷出觸控對象的具體位置。將上述電極層1中第一組電極10均作為掃描S端，即將由正觸控電極11和負(fù)觸控
4電極12在芯片內(nèi)部設(shè)置成導(dǎo)通，此時構(gòu)成的每組電極10均看成一個矩形；將順序排列的第二組觸控電極10均作為參考R端，第一次掃描時，將順序排列的其它組電極均懸空或者均接地；第二次掃描時，將上述電極層1中第二組電極10均作為掃描S端，將順序排列的第三組電極10均作為參考R端，此時其它觸控電極10均懸空或者均接地；依照上述掃描方法， 完成Y軸方向上的掃描設(shè)置并獲取數(shù)據(jù)。請參考圖4所示，在上述掃描Y軸獲得的數(shù)據(jù)中形成一拋物線，首先檢測所述電極組掃描后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，分別找出所述電極組所連接的掃描線上所產(chǎn)生數(shù)據(jù)中的最大、最小感應(yīng)值，然后根據(jù)所獲得的最大、最小感應(yīng)值作進(jìn)一步的判斷和處理。設(shè)在所述電極層1上的電極組10所連接的掃描線上都偵測到了數(shù)據(jù)，且出現(xiàn)了最大感應(yīng)值M以及最小感應(yīng)值N， 其中，最大感應(yīng)值M為正值，最小感應(yīng)值N為負(fù)值；然后接著判斷與電極組所連接的掃描線上所產(chǎn)生的最大感應(yīng)值M是否大于提前預(yù)設(shè)的正門檻感應(yīng)值M0，所產(chǎn)生的最小感應(yīng)值N是否小于提前預(yù)設(shè)的負(fù)門檻感應(yīng)值N0，即判斷最大感應(yīng)值M是否大于正門檻感應(yīng)值M0，同時最小感應(yīng)值N是否小于負(fù)門檻感應(yīng)值NO ；若滿足上述兩個條件，則再繼續(xù)檢查上述最大、最小感應(yīng)值M、N之間是否有穿越零感應(yīng)值；若任意相鄰的最大、最小感應(yīng)值M、N之間穿越了零感應(yīng)值，則表明有觸控對象觸碰，且穿越零感應(yīng)值的點就是觸碰點位置坐標(biāo)，從圖4可以看出，只有感應(yīng)值為M和N的最大、最小感應(yīng)值之間滿足了穿越零感應(yīng)值的條件，則說明這個位置有觸控對象觸碰，且該穿越零感應(yīng)值的位置即是觸控對象觸碰所述電容傳感器的位置坐標(biāo)。求出上述Y軸方向上的位置坐標(biāo)后，就可以確定出X方向上的位置坐標(biāo)。具體方法如下用上述獲得的最大、最小感應(yīng)值中的絕對值最大的數(shù)值Xmax除以上述對Y軸獲得的數(shù)據(jù)中形成的拋物線進(jìn)行積分后的數(shù)值，再乘以一個常數(shù)C即可。其中常數(shù)C是與分辨率有關(guān)的常數(shù)，可以根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。通過上述方法我們得出了觸控對象在X方向及Y方向上的位置點坐標(biāo)，最終確定出了觸控對象的具體位置坐標(biāo)。本發(fā)明所采用的定位方法，不但提高了抗干擾性能，而且快速準(zhǔn)確的判斷出觸控對象的具體位置。本發(fā)明由于采用同時掃描兩行或者兩列，獲取兩行或者兩列的電容差值來最終確定觸碰后的具體位置，基于同樣原理，也可以采用同時掃描兩行以上的行或者列，只要滿足同時掃描的電極組是雙數(shù)即可。采用上述掃描方式，即使外界存在干擾的情況下，也可以最大程度上減小干擾，因此抗干擾能力增強；且在整個掃描設(shè)置中，上述參考R端的引入不但設(shè)置上比較方便，而且更改靈活，在R與S端干擾一致的情況下，甚至可以排除干擾；再者， 本發(fā)明所采用的定位方法，不但簡單，而且能快速準(zhǔn)確的判斷觸控點的具體位置。
權(quán)利要求
1.一種二維電容傳感器的定位方法，所述傳感器上布設(shè)有一側(cè)的單層電極組，所述每個電極組均包括兩個觸控電極，其步驟如下首先，逐次順序掃描每個電極組，獲取上述各個數(shù)據(jù)，并判斷絕對值最大的數(shù)值；其次，逐次順序同時掃描兩個電極組，偵測出Y方向上的位置點坐標(biāo)；最后，根據(jù)上述絕對值最大的數(shù)值與Y方向上位置點坐標(biāo)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)最終計算出X方向上的位置點坐標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述逐次掃描每個電極組時，所述每個電極組中的一個觸控電極作為掃描端，則另一個觸控電極作為參考端。
3.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于所述逐次掃描每個電極組時，此時其它電極組均懸空或者均接地。
4.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述逐次掃描兩個電極組時，若一組作為掃描端，則依次相鄰的另一組作為參考端。
5.如權(quán)利要求4所述的定位方法，其特征在于所述逐次掃描兩個電極組時，此時其它電極組均懸空或者均接地。
6.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述偵測Y方向上的位置點坐標(biāo)時，每個電極組中的兩個觸控電極均導(dǎo)通。
7.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述Y方向上位置點坐標(biāo)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)形成一個拋物線。
8.如權(quán)利要求7所述的定位方法，其特征在于所述X方向上的位置坐標(biāo)為上述絕對值最大的數(shù)值除以上述對拋物線進(jìn)行積分后的數(shù)值，再乘以一個常數(shù)即可。
9.如權(quán)利要求8所述的定位方法，其特征在于所述常數(shù)是與分辨率有關(guān)的常數(shù)，可以根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
10.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述Y方向上的位置點坐標(biāo)是根據(jù)電極組所連接的掃描線上偵測到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了最大感應(yīng)值以及最小感應(yīng)值，且最大感應(yīng)值大于預(yù)設(shè)最大值、最小感應(yīng)值小于預(yù)設(shè)最小值，那么所述最大、最小感應(yīng)值之間穿越零感應(yīng)值的位置就是位置點坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二維電容傳感器的掃描配置所采用的定位方法，其步驟如下首先，逐次掃描每個電極組，獲取上述各個數(shù)據(jù)，并判斷絕對值最大的數(shù)值；其次，逐次掃描兩個電極組，偵測出Y方向上的位置點坐標(biāo)；最后，根據(jù)上述絕對值最大的數(shù)值與Y方向上位置點坐標(biāo)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)最終計算出X方向上的位置點坐標(biāo)。本發(fā)明所述的二維電容傳感器的定位方法，不但簡單，而且能夠有效克制外界噪聲引起的干擾，增強抗干擾性，從而快速準(zhǔn)確的找出觸控點的具體位置坐標(biāo)。
文檔編號G06F3/044GK102306072SQ201110206999
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者李海, 金莉, 陳奇 申請人:蘇州瀚瑞微電子有限公司