專(zhuān)利名稱(chēng)：按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法及其處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種觸摸傳感技術(shù)領(lǐng)域的方法，特別涉及的是一種按鍵識(shí)別的信 號(hào)處理方法及其處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
觸摸按鍵是現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視及其他多媒體載體上的一種觸摸感應(yīng)輸 入裝置。按觸摸傳感原理，現(xiàn)有觸摸按鍵包括電阻式觸摸按鍵、電容式觸摸按鍵等。其中，電 容式觸摸按鍵以其透光率高、耐磨損、耐環(huán)境溫度變化、耐環(huán)境濕度變化、壽命長(zhǎng)、可實(shí)現(xiàn)多 點(diǎn)觸摸的高級(jí)復(fù)雜功能而受到業(yè)界的關(guān)注。所述電容式觸摸按鍵可透過(guò)絕緣材料(玻璃、 塑料等)來(lái)檢測(cè)人體手指觸摸動(dòng)作，不需要傳統(tǒng)按鍵的機(jī)械觸點(diǎn)即可判斷出有效的按鍵動(dòng) 作。其工作原理為利用人體手指輕觸按鍵感應(yīng)區(qū)時(shí)新增加的電容量，與原觸摸按鍵裝置的 固有電容量相疊加，送到觸摸檢測(cè)控制電路處理后產(chǎn)生相應(yīng)控制指令，達(dá)到控制目的?，F(xiàn)有技術(shù)在計(jì)算電容變化量時(shí)，需要直接記錄電荷變化量，因此處理單次按鍵的 時(shí)間級(jí)別為100ms，計(jì)算干擾的時(shí)間只能很短，從而按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確率就會(huì)降低。因此，對(duì)于目前的按鍵識(shí)別過(guò)程，需要一種能夠更快速更準(zhǔn)確進(jìn)行電荷變化量計(jì) 算的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提高按鍵識(shí)別中電容變化量的計(jì)算速度和準(zhǔn)確度。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，包括當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū) 域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡，每次電荷補(bǔ)充包 括若干次相同電荷量的充電，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次 數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電 荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行 加權(quán)相加，將相加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷 變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量作為各按鍵 電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量?？蛇x地，將各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中實(shí)際的電荷變化量最大的電荷累積區(qū)域 對(duì)應(yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵，其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括金屬薄膜，所述金屬薄膜上具有多個(gè)按鍵；承載所述金屬薄膜的絕緣介質(zhì)觸摸面板；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì)觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，各電極的電荷累積 區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷?？蛇x地，將各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中實(shí)際的電荷變化量最大且實(shí)際的電荷變 化量與電荷平衡量的比值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵，其中，所述 觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括絕緣介質(zhì)觸摸面板，所述面板上具有多個(gè)按鍵；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì) 觸摸面板間絕緣隔離；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，所述源電場(chǎng)穿透各 對(duì)應(yīng)按鍵的部分絕緣介質(zhì)觸摸面板，形成從各按鍵表面向外擴(kuò)散的極化電場(chǎng)，各電極的電 荷累積區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷。可選地，所述對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充包括采 用標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電對(duì)所述電荷累積區(qū)域進(jìn)行充電，即通過(guò)所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電向 所述電荷累積區(qū)域釋放電荷；所述電荷累積量為所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容向所述電荷累積區(qū)域釋 放電荷的累積量?？蛇x地，所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣保持電路中的保持電容，所述標(biāo) 準(zhǔn)單位電容的放電包括通過(guò)采樣脈沖對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電進(jìn)行控制?？蛇x地，所述加權(quán)相加采用下述公式C = C1XN1+C2XN2,其中，C為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，C1為前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積 量，Nl為對(duì)應(yīng)前次電荷補(bǔ)充的第一權(quán)重，C2為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量，N2為對(duì)應(yīng) 當(dāng)次電荷補(bǔ)充的第二權(quán)重，W+N2 = 1?？蛇x地，所述第一權(quán)重小于所述第二權(quán)重?？蛇x地，所述第一權(quán)重為*，所述第二權(quán)重為*?？蛇x地，所述按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法還包括在觸摸按鍵前，對(duì)所述各按鍵的電 荷變化量與電荷變化時(shí)間進(jìn)行試測(cè)，存儲(chǔ)各按鍵試測(cè)過(guò)程中電荷變化量和電荷變化時(shí)間的 關(guān)系；將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵， 將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵?？蛇x地，所述進(jìn)行放大處理包括對(duì)所述線性按鍵的所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化 量進(jìn)行線性放大，且線性放大系數(shù)為試測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值；對(duì)所述 非線性按鍵的所述觸摸按鍵的電荷變化量進(jìn)行積分放大，所述積分放大為試測(cè)電荷變化時(shí) 間對(duì)試測(cè)電荷變化量的積分。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，包括電荷補(bǔ)充單元，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì) 應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡， 每次電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電；信號(hào)輸入單元，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；后置濾波單元，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù) 各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加 結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值作 為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；信號(hào)放大單元，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變 化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。可選地，所述按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)還包括比較判斷單元，比較所述信號(hào)放大 單元得到的實(shí)際的電荷變化量，將各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中實(shí)際的電荷變化量最大的 電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵判斷為被觸摸按鍵，其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括金屬薄膜，所述金屬薄膜上具有多個(gè)按鍵；承載所述金屬薄膜的絕緣介質(zhì)觸摸面板；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣 介質(zhì)觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，各電極的電荷累積 區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷?？蛇x地，所述按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)還包括比值計(jì)算單元，計(jì)算各按鍵對(duì)應(yīng)的 電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量與電荷平衡量的比值；比較判斷單元，將所述實(shí)際的電荷 變化量最大且實(shí)際的電荷變化量與電荷平衡量的比值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí) 別為被觸摸按鍵，其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括絕緣介質(zhì)觸摸面板，所述面板上具有多個(gè)按鍵；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì) 觸摸面板間絕緣隔離；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，所述源電場(chǎng)穿透各 對(duì)應(yīng)按鍵的部分絕緣介質(zhì)觸摸面板，形成從各按鍵表面向外擴(kuò)散的極化電場(chǎng)，各電極的電 荷累積區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷?？蛇x地，所述按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)單元，在獲得各按鍵試測(cè)電荷 變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系后，存儲(chǔ)各按鍵的放大類(lèi)型信息，包括將試測(cè)電荷變化 量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試 測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵?？蛇x地，所述信號(hào)放大單元與所述存儲(chǔ)單元相連，所述信號(hào)放大單元包括線性放大單元，對(duì)所述線性按鍵的所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行線性放大， 且線性放大系數(shù)為試測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值；積分放大單元，對(duì)所述非線性按鍵的所述觸摸按鍵的電荷變化量進(jìn)行積分放大， 所述積分放大為試測(cè)電荷變化時(shí)間對(duì)試測(cè)電荷變化量的積分。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是記錄對(duì)各按鍵的充電次數(shù)，進(jìn)而得到電荷變化 量，而不是直接記錄每次電荷的變化量，從而提高了后續(xù)處理的速率，大大縮短了按鍵識(shí)別 的時(shí)間，本發(fā)明按鍵識(shí)別所需的時(shí)間為Ims的級(jí)別，處理單次按鍵的能力比現(xiàn)有技術(shù)快100 倍，因此有更多的時(shí)間計(jì)算干擾，且對(duì)電荷變化量進(jìn)行了后置濾波和放大處理，最終提高了
7按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確率。


圖1是實(shí)施例1中觸摸鍵結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖2是實(shí)施例1中觸摸鍵結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；圖3是實(shí)施例1中信號(hào)處理方法的流程示意圖；圖4是實(shí)施例1中信號(hào)處理系統(tǒng)的組成連接示意圖；圖5是實(shí)施例2中觸摸鍵結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖6是實(shí)施例2中觸摸鍵結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；圖7是實(shí)施例2中信號(hào)處理方法的流程示意圖；圖8是實(shí)施例2中信號(hào)處理系統(tǒng)的組成連接示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限 制。正如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)通常直接記錄各按鍵的電荷變化量，速率較慢， 因此單次按鍵的處理時(shí)間較長(zhǎng)，計(jì)算干擾的時(shí)間很短，從而影響了按鍵的快速準(zhǔn)確識(shí)別。因此，在進(jìn)行按鍵識(shí)別的過(guò)程中，為防止上述缺陷的產(chǎn)生，本發(fā)明提供的按鍵識(shí)別 的信號(hào)處理方法包括當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū) 域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡，每次電荷補(bǔ)充包 括若干次相同電荷量的充電，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次 數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電 荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行 加權(quán)相加，將相加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷 變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量作為各按鍵 電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。為防止上述缺陷的產(chǎn)生，本發(fā)明提供的一種按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)包括電荷補(bǔ)充單元，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì) 應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡， 每次電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電；信號(hào)輸入單元，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù)與 每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；后置濾波單元，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加 結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值作 為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；信號(hào)放大單元，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變 化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。本發(fā)明記錄對(duì)各按鍵的充電次數(shù)，進(jìn)而得到電荷變化量，而不是直接記錄每次電 荷的變化量，從而提高了后續(xù)處理的速率，大大縮短了按鍵識(shí)別的時(shí)間，本發(fā)明按鍵識(shí)別所 需的時(shí)間為Ims的級(jí)別，處理單次按鍵的能力比現(xiàn)有技術(shù)快100倍，因此有更多的時(shí)間計(jì)算 干擾，且對(duì)電荷變化量進(jìn)行了后置濾波和放大處理，最終提高了按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確率。實(shí)施例1如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中所述觸摸按鍵結(jié)構(gòu)包括絕緣介質(zhì)觸摸面板10，所述絕緣介質(zhì)觸摸面板10上具有多個(gè)按鍵1 6 ；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵1 6對(duì)應(yīng)的電極A F，所述偵測(cè)板與所 述絕緣介質(zhì)觸摸面板10間絕緣隔離；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，所述源電場(chǎng)穿透各 對(duì)應(yīng)按鍵的部分絕緣介質(zhì)觸摸面板，形成從各按鍵表面向外擴(kuò)散的極化電場(chǎng)，各電極的電 荷累積區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷。其中，所述各電極累積區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷是指在對(duì)各電極充電時(shí)， 各電極的電荷累積區(qū)域中開(kāi)始累積電荷，當(dāng)某一時(shí)間，各電極的電荷累積區(qū)域無(wú)法在積聚 更多電荷而要開(kāi)始產(chǎn)生放電的時(shí)候，此時(shí)各電極的電荷累積區(qū)域中累積的電荷達(dá)到了平衡量。在本實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)觸摸面板10的材料可以為玻璃，在其他實(shí)施例中所 述絕緣介質(zhì)觸摸面板還可以為其他已知的各種絕緣材料。在本實(shí)施例中，所述電極為銅箔，在其他實(shí)施例中所述電極還可以為其他已知的 各種導(dǎo)電材料。需要說(shuō)明的是，所述絕緣介質(zhì)觸摸面板10上的按鍵為6個(gè)僅為舉例，并不應(yīng)對(duì)其 實(shí)現(xiàn)方式加以限制。所述按鍵的個(gè)數(shù)及功能的分配都可以依據(jù)實(shí)際所需實(shí)現(xiàn)的觸摸功能而 相應(yīng)設(shè)置。在其他的實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)觸摸面板10上的按鍵可以為8個(gè)、20個(gè)或者更多。通過(guò)上述觸摸鍵結(jié)構(gòu)的說(shuō)明可以看到，當(dāng)要對(duì)具有所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)的觸摸屏進(jìn)行 操作時(shí)，操作者的手指對(duì)電荷累積區(qū)域中電荷量的影響并非是直接觸摸帶電荷的電極來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，而是接觸了與電極沒(méi)有連接關(guān)系的絕緣介質(zhì)觸摸面板10，甚至可能還未與絕緣介質(zhì) 觸摸面板10接觸。導(dǎo)致上述情況出現(xiàn)的原理在于，當(dāng)各電極在充電后各自產(chǎn)生了源電場(chǎng)，所述源電 場(chǎng)為靜電場(chǎng)，其會(huì)穿透位于其電場(chǎng)范圍內(nèi)的絕緣介質(zhì)面板10。并且，絕緣介質(zhì)面板10由于 所述穿透而被極化，從而產(chǎn)生極化電場(chǎng)。所述極化電場(chǎng)疊加到對(duì)應(yīng)的源電場(chǎng)就是真實(shí)的電 場(chǎng)分布。當(dāng)操作者的手指進(jìn)入到極化電場(chǎng)中時(shí)，會(huì)使得所述真實(shí)的電場(chǎng)分布產(chǎn)生變化，引發(fā) 電荷累積區(qū)域中電荷的轉(zhuǎn)移，從而電荷累積區(qū)域中電荷量發(fā)生了變化。由此可以看出，一旦某個(gè)電極的電荷累積區(qū)域中發(fā)生了劇烈的電荷量變化，一般就可以認(rèn)為所述電極對(duì)應(yīng)的按鍵發(fā)生了觸摸操作。從而，基于此情況就可通過(guò)對(duì)電荷累積 區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充的方式來(lái)獲得所述電荷量變化的情況，并確定電荷量變化最大的情況為 按鍵識(shí)別。并且，考慮到操作者的手指在觸摸某一按鍵時(shí)，不但所述觸摸區(qū)域?qū)?yīng)的極化電 場(chǎng)會(huì)被影響，其相鄰的按鍵對(duì)應(yīng)的極化電場(chǎng)也會(huì)由于操作者的非觸摸部分(其他手指、手 掌等)而收到影響。因而，也會(huì)引發(fā)相鄰的按鍵對(duì)應(yīng)的電極的電荷累計(jì)區(qū)域中的電荷量發(fā) 生變化。但是，這種變化相對(duì)于觸摸區(qū)域的變化一定是變化速度較緩慢且相對(duì)變化量較少 的，因而在此前最大電荷變化量的基礎(chǔ)上，再結(jié)合電荷變化量與電荷平衡量的比值就可進(jìn) 行更準(zhǔn)確的按鍵識(shí)別。如圖3所示，本實(shí)施例中按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法包括S100，在觸摸按鍵前，對(duì)所述各按鍵的電荷變化量與電荷變化時(shí)間進(jìn)行試測(cè)，存儲(chǔ) 各按鍵試測(cè)過(guò)程中電荷變化量和電荷變化時(shí)間的關(guān)系；將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化 時(shí)間的關(guān)系為線性的所述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的 關(guān)系為非線性的所述按鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵。S110，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷 累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡，每次電荷 補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的 充電次數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；S120，對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì) 應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積 量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng) 的電荷變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；S130，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量作為 各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量；S140，將各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量最大且實(shí)際的電荷變化量與電荷 平衡量的比值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。其中，在進(jìn)行所述按鍵識(shí)別之前，還需要進(jìn)行一些初始化過(guò)程，包括檢測(cè)背景環(huán) 境信號(hào)，屏蔽第一頻率(本實(shí)施例中為80KHz)至第二頻率(本實(shí)施例中為120KHz)范圍外 的信號(hào)，在檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。所述觸發(fā)信號(hào) 觸發(fā)所述按鍵識(shí)別過(guò)程。為了確定各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量是否達(dá)到平衡，可以預(yù)先記錄各 按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷平衡量。以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先執(zhí)行步驟S100，在觸摸按鍵前，對(duì)所述各按鍵的電荷變化量與電荷變化時(shí)間 進(jìn)行試測(cè)，存儲(chǔ)各按鍵試測(cè)過(guò)程中電荷變化量和電荷變化時(shí)間的關(guān)系；將試測(cè)電荷變化量 與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè) 電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵。由于各按鍵的基礎(chǔ)電容不同，因此當(dāng)各按鍵被觸摸時(shí)，各按鍵達(dá)到平衡時(shí)的電荷 變化量相差很大。本實(shí)施例首先在觸摸按鍵前，對(duì)各按鍵的電荷變化量和電荷變化時(shí)間進(jìn) 行試測(cè)，記錄試測(cè)過(guò)程中不同時(shí)刻的電荷變化量，將試測(cè)時(shí)間定義為試測(cè)電荷變化時(shí)間，對(duì)
10應(yīng)試測(cè)電荷變化時(shí)間的電荷變化量定義為試測(cè)電荷變化量，從而得到按鍵的電荷變化量與 電荷變化時(shí)間的關(guān)系。本實(shí)施例中得到最中間的兩個(gè)按鍵(按鍵3和按鍵4)的電荷變化 量與電荷變化時(shí)間呈線性關(guān)系，即電荷變化量隨電荷變化時(shí)間均勻地增長(zhǎng)；而剩余的四個(gè) 按鍵(按鍵1、按鍵2、按鍵5和按鍵6)的電荷變化量與電荷變化時(shí)間呈非線性關(guān)系，即電 荷變化量并不是隨電荷變化時(shí)間均勻地增長(zhǎng)。因此，將按鍵3和按鍵4存儲(chǔ)為線性按鍵，將 按鍵1、按鍵2、按鍵5和按鍵6存儲(chǔ)為非線性按鍵。接著執(zhí)行步驟S110，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按 鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平 衡，每次電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電 荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量。當(dāng)手指觸摸銅箔按鍵時(shí)，所述按鍵位置對(duì)應(yīng)的銅箔的電荷累積區(qū)域中電荷量產(chǎn)生 劇烈變化。本實(shí)施例中所述按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量大大減少，為了使各按鍵 對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中電荷量達(dá)到平衡，需要對(duì)各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ) 充，具體包括采用標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電對(duì)所述電荷累積區(qū)域進(jìn)行充電，通過(guò)所述標(biāo)準(zhǔn)單 位電容對(duì)所述電荷累積區(qū)域釋放電荷，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平 衡，所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容每次進(jìn)行充電的電荷量等于所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容的電容值與充電時(shí)工 作電壓的乘積。記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù)與每次充電 的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量。在本實(shí)施例中，為了在一次觸摸動(dòng)作完成期間更精確地計(jì)量所述電荷累積量，較 好地方式是將所述期間再劃分成多個(gè)動(dòng)作期間，對(duì)每個(gè)動(dòng)作期間的電荷累積量均進(jìn)行記 錄。動(dòng)作期間劃分得越細(xì)，所述計(jì)量也越精確。但考慮到對(duì)大容量的電容的充放電會(huì)消耗 很多時(shí)間，對(duì)動(dòng)作期間的劃分有很大的限制。因而，本實(shí)施例是利用現(xiàn)有技術(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 的采樣保持電路來(lái)進(jìn)行所述的電荷補(bǔ)充，所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電包括通過(guò)采樣脈沖對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電進(jìn)行控制。所述采樣保持電路簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)包括模擬電子開(kāi)關(guān)S及保持電容Ch。ld，所述模擬電子 開(kāi)關(guān)S在頻率為4的采樣脈沖的控制下重復(fù)接通、斷開(kāi)的過(guò)程。當(dāng)模擬電子開(kāi)關(guān)S接通時(shí)， 由電源對(duì)保持電容Ch。ld充電；而當(dāng)模擬電子開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，保持電容Chtjld上的電壓保持不 變。對(duì)于本實(shí)施例而言，將所述銅箔接于保持電容Ch。ld上，當(dāng)模擬電子開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)， 保持電容ch。ld向所述銅箔放電，所述銅箔處于被充電的狀態(tài)，從而銅箔表面的電荷累積區(qū) 域?qū)⒂捎谒霰３蛛娙輈h。ld的電荷釋放而累積電荷。因此，通過(guò)控制采樣脈沖的頻率fs，就 可對(duì)保持電容Ch。ld進(jìn)行相當(dāng)快速地充放電，從而不斷向電荷累積區(qū)域補(bǔ)充電荷。在較短的 時(shí)間內(nèi)，使得電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡。通過(guò)這種手段可以將一個(gè)整體的電荷補(bǔ) 充過(guò)程分解為多次電荷補(bǔ)充。在本實(shí)施例中，所述保持電容ch。ld的電容量為0. 5pF。在精度得知電荷累積量的基礎(chǔ)上，還需對(duì)多次電荷補(bǔ)充的動(dòng)作進(jìn)行合理設(shè)置。具體地說(shuō)，可以每隔固定時(shí)間對(duì)對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行 電荷補(bǔ)充，且每次電荷補(bǔ)充都使得各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡。而各 次電荷補(bǔ)充時(shí)，控制模擬電子開(kāi)關(guān)S的采樣脈沖的頻率也可依據(jù)對(duì)實(shí)際觸摸情況的分析和 按鍵識(shí)別的精度來(lái)進(jìn)行設(shè)置。例如，各次電荷補(bǔ)充時(shí)對(duì)保持電容進(jìn)行放電控制的采樣脈沖均保持同一頻率，或者，各次電荷補(bǔ)充時(shí)對(duì)保持電容進(jìn)行放電控制的采樣脈沖采用不同頻 率。其中，較佳地可以采用不同頻率的方式。在本實(shí)施例中，對(duì)各次電荷補(bǔ)充時(shí)的采樣脈沖采用不同頻率包括自首次電荷補(bǔ) 充后，后續(xù)各次電荷補(bǔ)充時(shí)的采樣脈沖頻率大于前一次電荷補(bǔ)充時(shí)的采樣脈沖頻率。此時(shí)， 可以設(shè)置采樣脈沖頻率的范圍，將首次電荷補(bǔ)充時(shí)的采樣脈沖頻率設(shè)為該范圍中的較低 值，隨后第二次電荷補(bǔ)充時(shí)的采樣脈沖頻率相對(duì)于首次電荷補(bǔ)充稍有增加，第三次電荷補(bǔ) 充時(shí)的采樣脈沖頻率相對(duì)于第二次電荷補(bǔ)充稍有增加，此后依此類(lèi)推，直至最近一次電荷 補(bǔ)充時(shí)的采樣脈沖頻率達(dá)到該范圍中的較大值或高限值。在兩次電荷補(bǔ)充期間，也可間隔 固定時(shí)間。本實(shí)施例中所述固定時(shí)間為5 μ s ；所述采樣脈沖頻率的變化范圍為80 120kHz。接著執(zhí)行步驟S120，對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，將首次電荷累積量作為首 次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì) 應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次 電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量。本實(shí)施例中所述加權(quán)相加采用下述公式c = CiXm+QXN〗，其中，c為當(dāng)次電 荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，C1為前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量，Nl為對(duì)應(yīng)前次電荷補(bǔ)充 的第一權(quán)重，C2為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量，N2為對(duì)應(yīng)當(dāng)次電荷補(bǔ)充的第二權(quán)重， N1+N2 = 1?？紤]到所述C2與所述C的關(guān)聯(lián)性大于所述C1與所述C的關(guān)聯(lián)性，故所述第二權(quán)重 應(yīng)該大于所述第一權(quán)重。本實(shí)施例中所述第一權(quán)重具體為$，所述第二權(quán)重具體為*。然后執(zhí)行步驟S130，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電 荷變化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。本實(shí)施例對(duì)所述線性按鍵進(jìn)行線性放大，且線性放大系數(shù)為試測(cè)電荷變化時(shí)間與 試測(cè)電荷變化量的比值，即對(duì)按鍵3和按鍵4分別進(jìn)行線性放大，所述按鍵3的線性放大 系數(shù)為按鍵3的試測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值，所述按鍵4的線性放大系數(shù) 為按鍵4的試測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值；對(duì)所述非線性按鍵的所述觸摸按 鍵的電荷變化量進(jìn)行積分放大，所述積分放大為試測(cè)電荷變化時(shí)間對(duì)試測(cè)電荷變化量的積 分，即對(duì)按鍵1、按鍵2、按鍵5和按鍵6分別進(jìn)行積分放大。為了更好的說(shuō)明所述放大處理，下面以按鍵3和按鍵1為例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例試測(cè)時(shí)得到按鍵3的電荷變化量C3與電荷變化時(shí)間t3的線性關(guān)系為t3 =kC3，即按鍵3的線性放大系數(shù)為常數(shù)k，則當(dāng)按鍵3的所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量為C 時(shí)，按鍵3放大后的電荷變化量為k*C。本實(shí)施例試測(cè)時(shí)得到按鍵1的電荷變化量C1與電荷變化時(shí)間、的非線性關(guān)系為 ti = S(C1)2,即電荷變化時(shí)間對(duì)電荷變化量的積分為(C1)3,則當(dāng)按鍵1的所述觸摸按鍵的電 荷變化量為C時(shí)，按鍵1放大后的電荷變化量為C3。最后執(zhí)行步驟S140，將各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量最大且實(shí)際的電荷 變化量與電荷平衡量的比值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。在獲得各按鍵對(duì)應(yīng)的銅箔的電荷累積區(qū)域中的實(shí)際的電荷變化量后，就可將各實(shí)際的電荷變化量與對(duì)應(yīng)的電荷平衡量相比以獲得比值。隨后，就可將各按鍵對(duì)應(yīng)的銅箔的 電荷累積區(qū)域中，實(shí)際的電荷變化量最大且實(shí)際的電荷變化量與電荷平衡量的比值最大的 電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。從而，完成本次按鍵識(shí)別過(guò)程。相應(yīng)地，如圖4所示，本實(shí)施例提供的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)包括存儲(chǔ)單元11，在獲得各按鍵試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系后，存儲(chǔ) 各按鍵的放大類(lèi)型信息，包括將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所 述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按 鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵。存儲(chǔ)單元11的具體工作過(guò)程見(jiàn)本實(shí)施例中上述方法中的步驟S100，在此不再贅 述。電荷補(bǔ)充單元12，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵 對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平 衡，每次電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電；信號(hào)輸入單元13，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù) 與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；電荷補(bǔ)充單元12和信號(hào)輸入單元13的具體工作過(guò)程見(jiàn)本實(shí)施例中上述方法中的 步驟S110，在此不再贅述。后置濾波單元14，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后 續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相 加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值 作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；后置濾波單元14的具體工作過(guò)程見(jiàn)本實(shí)施例中上述方法中的步驟S120，在此不 再贅述。信號(hào)放大單元15，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷 變化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。本實(shí)施例中信號(hào)放大單元15與所述存儲(chǔ)單元11相連，所述信號(hào)放大單元15包 括線性放大單元，對(duì)所述線性按鍵的所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行線性放大， 且線性放大系數(shù)為試測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值；積分放大單元，對(duì)所述非線性按鍵的所述觸摸按鍵的電荷變化量進(jìn)行積分放大， 所述積分放大為試測(cè)電荷變化時(shí)間對(duì)試測(cè)電荷變化量的積分。信號(hào)放大單元15的具體工作過(guò)程見(jiàn)本實(shí)施例中上述方法中的步驟S130，在此不 再贅述。比值計(jì)算單元16，計(jì)算各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量與電荷平衡量的比 值；比較判斷單元17，將各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量最大且實(shí)際的電荷變 化量與電荷平衡量的比值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。比值計(jì)算單元16和比較判斷單元17的具體工作過(guò)程見(jiàn)本實(shí)施例中上述方法中的 步驟S140，在此不再贅述。
13
從而，完成本實(shí)施例的按鍵識(shí)別過(guò)程。實(shí)施例2如圖5和圖6所示，本實(shí)施例中所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括金屬薄膜21，所述金屬薄膜21上具有多個(gè)按鍵1 6 ；承載所述絕緣介質(zhì)觸摸面板20 ；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極A F，所述偵測(cè)板與所述 絕緣介質(zhì)觸摸面板20間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，各電極的電荷累積 區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷。需要說(shuō)明的是，所述金屬薄膜21上的按鍵為6個(gè)僅為舉例，并不應(yīng)對(duì)其實(shí)現(xiàn)方式 加以限制。所述按鍵的個(gè)數(shù)及功能的分配都可以依據(jù)實(shí)際所需實(shí)現(xiàn)的觸摸功能而相應(yīng)設(shè) 置。在其他的實(shí)施例中，所述金屬薄膜21上的按鍵可以為8個(gè)、20個(gè)或者更多。通過(guò)上述觸摸鍵結(jié)構(gòu)的說(shuō)明可以看到，當(dāng)要對(duì)具有所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)的觸摸屏進(jìn)行 操作時(shí)，操作者的手指對(duì)電荷累積區(qū)域中電荷量的影響并非是直接觸摸帶電荷的電極來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，而是接觸了金屬薄膜21。導(dǎo)致上述情況出現(xiàn)的原理在于，當(dāng)各電極在充電后各自產(chǎn)生了源電場(chǎng)，所述源電 場(chǎng)為靜電場(chǎng)，且在各電極表面形成電荷累積區(qū)域。當(dāng)操作者的手指接觸到金屬薄膜21時(shí)， 會(huì)使得所述電場(chǎng)分布產(chǎn)生變化，引發(fā)電荷累積區(qū)域中電荷的轉(zhuǎn)移，從而電荷累積區(qū)域中電 荷量發(fā)生了變化。由此可以看出，一旦某個(gè)電極的電荷累積區(qū)域中發(fā)生了劇烈的電荷量變化，一般 就可以認(rèn)為所述電極對(duì)應(yīng)的按鍵發(fā)生了觸摸操作。從而，基于此情況就可通過(guò)對(duì)電荷累積 區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充的方式來(lái)獲得所述電荷量變化的情況，并確定電荷量變化最大的情況為 按鍵識(shí)別。如圖7所示，本實(shí)施例提供的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，包括S200，在觸摸按鍵前，對(duì)所述各按鍵的電荷變化量與電荷變化時(shí)間進(jìn)行試測(cè)，存儲(chǔ) 各按鍵試測(cè)過(guò)程中電荷變化量和電荷變化時(shí)間的關(guān)系；將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化 時(shí)間的關(guān)系為線性的所述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的 關(guān)系為非線性的所述按鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵；S210，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷 累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡，每次電荷 補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的 充電次數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；S220，對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì) 應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積 量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng) 的電荷變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；S230，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量作為 各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量；S240，將各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵
14識(shí)別為被觸摸按鍵。本實(shí)施例方法與實(shí)施例1中所述信號(hào)處理方法的唯一區(qū)別在于最后一個(gè)步驟，本 實(shí)施例無(wú)需計(jì)算實(shí)際的電荷變化量與電荷平衡量的比值，而是直接將所述實(shí)際的電荷變化 量最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。其余步驟的具體實(shí)現(xiàn)方式，可參考 實(shí)施例1，在此不再贅述。相應(yīng)的，如圖8所示，本實(shí)施例提供的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)單元22，在獲得各按鍵試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系后，存儲(chǔ) 各按鍵的放大類(lèi)型信息，包括將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所 述按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按 鍵存儲(chǔ)為非線性按鍵。電荷補(bǔ)充單元23，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵 對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平 衡，每次電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電；信號(hào)輸入單元24，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù) 與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；后置濾波單元25，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后 續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相 加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值 作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；信號(hào)放大單元26，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷 變化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。比較判斷單元27，將各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量最大的電荷累積區(qū)域 對(duì)應(yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。本實(shí)施例系統(tǒng)與實(shí)施例1所述信號(hào)處理系統(tǒng)的唯一區(qū)別在于沒(méi)有比值計(jì)算單元， 而是僅僅通過(guò)比較判斷單元27將各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量最大的電荷累積 區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵。本實(shí)施例系統(tǒng)中其余每個(gè)單元的具體實(shí)現(xiàn)方式與實(shí)施 例1相同，在此不再贅述。上述兩個(gè)實(shí)施例都是記錄對(duì)各按鍵的充電次數(shù)，進(jìn)而得到電荷變化量，而不是直 接記錄每次電荷的變化量，從而提高了后續(xù)處理的速率，大大縮短了按鍵識(shí)別的時(shí)間，本發(fā) 明按鍵識(shí)別所需的時(shí)間為Ims的級(jí)別，處理單次按鍵的能力比現(xiàn)有技術(shù)快100倍，因此有更 多的時(shí)間計(jì)算干擾，且對(duì)電荷變化量進(jìn)行了后置濾波和放大處理，最終提高了按鍵識(shí)別的 準(zhǔn)確率。以上公開(kāi)了本發(fā)明的多個(gè)方面和實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明白本發(fā)明的其 它方面和實(shí)施方式。本發(fā)明中公開(kāi)的多個(gè)方面和實(shí)施方式只是用于舉例說(shuō)明，并非是對(duì)本 發(fā)明的限定，本發(fā)明的真正保護(hù)范圍和精神應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征在于，包括當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡，每次電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù)與每次充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù)各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加結(jié)果作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，將所述實(shí)際的電荷變 化量最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵，其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括金屬薄膜，所述金屬薄膜上具有多個(gè)按鍵；承載所述金屬薄膜的絕緣介質(zhì)觸摸面板；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì) 觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，各電極的電荷累積區(qū)域 中累積達(dá)到平衡量的電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，將所述實(shí)際的電荷變 化量最大且實(shí)際的電荷變化量與電荷平衡量的比值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別 為被觸摸按鍵，其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括絕緣介質(zhì)觸摸面板，所述面板上具有多個(gè)按鍵；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì)觸摸 面板間絕緣隔離；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，所述源電場(chǎng)穿透各對(duì)應(yīng) 按鍵的部分絕緣介質(zhì)觸摸面板，形成從各按鍵表面向外擴(kuò)散的極化電場(chǎng)，各電極的電荷累 積區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，所述對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中 各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充包括采用標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電對(duì)所述電荷累積 區(qū)域進(jìn)行充電，即通過(guò)所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電向所述電荷累積區(qū)域釋放電荷；所述電荷 累積量為所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容向所述電荷累積區(qū)域釋放電荷的累積量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容為 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣保持電路中的保持電容，所述標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電包括通過(guò)采樣脈沖 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單位電容的放電進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，所述加權(quán)相加采用下 述公式C = C1XN1+C2XN2,其中，C為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，C1為前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量，Nl為對(duì)應(yīng)前次電荷補(bǔ)充的第一權(quán)重，C2為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量，N2為對(duì)應(yīng)當(dāng)次電 荷補(bǔ)充的第二權(quán)重，N1+N2 = 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，所述第一權(quán)重小于所述第二權(quán)重。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，所述第一權(quán)重為*，所 述第二權(quán)重為I。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，還包括在觸摸按鍵 前，對(duì)所述各按鍵的電荷變化量與電荷變化時(shí)間進(jìn)行試測(cè)，存儲(chǔ)各按鍵試測(cè)過(guò)程中電荷變 化量和電荷變化時(shí)間的關(guān)系；將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所述 按鍵存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按鍵 存儲(chǔ)為非線性按鍵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法，其特征是，所述進(jìn)行放大處理包 括對(duì)所述線性按鍵的所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行線性放大，且線性放大系數(shù)為試 測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值；對(duì)所述非線性按鍵的所述觸摸按鍵的電荷變化 量進(jìn)行積分放大，所述積分放大為試測(cè)電荷變化時(shí)間對(duì)試測(cè)電荷變化量的積分。
11.一種按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括電荷補(bǔ)充單元，當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的 電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，直至各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷量達(dá)到平衡，每次 電荷補(bǔ)充包括若干次相同電荷量的充電；信號(hào)輸入單元，記錄每次電荷補(bǔ)充的充電次數(shù)，將每次電荷補(bǔ)充時(shí)的充電次數(shù)與每次 充電的電荷量相乘作為該次電荷補(bǔ)充的電荷累積量；后置濾波單元，將首次電荷累積量作為首次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將后續(xù)各次 電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量與前次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷累積量進(jìn)行加權(quán)相加，將相加結(jié)果 作為當(dāng)次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量；將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值作為觸 摸按鍵時(shí)的電荷變化量；信號(hào)放大單元，對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量 作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征是，還包括比較判斷單元，比較所述信號(hào)放大單元得到的實(shí)際的電荷變化量，將各按鍵對(duì)應(yīng)的電 荷累積區(qū)域中實(shí)際的電荷變化量最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵判斷為被觸摸按鍵； 其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括 金屬薄膜，所述金屬薄膜上具有多個(gè)按鍵； 承載所述金屬薄膜的絕緣介質(zhì)觸摸面板；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵位置對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì) 觸摸面板間絕緣隔離；所述多個(gè)按鍵及對(duì)應(yīng)電極間的區(qū)域構(gòu)成平板電容；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，各電極的電荷累積區(qū)域 中累積達(dá)到平衡量的電荷。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征是，還包括比值計(jì)算單元，計(jì)算各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中實(shí)際的電荷變化量與電荷平衡量的 比值；比較判斷單元，將所述實(shí)際的電荷變化量最大且實(shí)際的電荷變化量與電荷平衡量的比 值最大的電荷累積區(qū)域?qū)?yīng)的按鍵識(shí)別為被觸摸按鍵；其中，所述觸摸鍵結(jié)構(gòu)包括絕緣介質(zhì)觸摸面板，所述面板上具有多個(gè)按鍵；偵測(cè)板，所述偵測(cè)板上具有多個(gè)與按鍵對(duì)應(yīng)的電極，所述偵測(cè)板與所述絕緣介質(zhì)觸摸 面板間絕緣隔離；各電極在充電后各自產(chǎn)生源電場(chǎng)且其表面形成電荷累積區(qū)域，所述源電場(chǎng)穿透各對(duì)應(yīng) 按鍵的部分絕緣介質(zhì)觸摸面板，形成從各按鍵表面向外擴(kuò)散的極化電場(chǎng)，各電極的電荷累 積區(qū)域中累積達(dá)到平衡量的電荷。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征是，還包括存儲(chǔ)單元，在獲得各按鍵試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系后，存儲(chǔ)各按鍵 的放大類(lèi)型信息，包括將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為線性的所述按鍵 存儲(chǔ)為線性按鍵，將試測(cè)電荷變化量與試測(cè)電荷變化時(shí)間的關(guān)系為非線性的所述按鍵存儲(chǔ) 為非線性按鍵。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征是，所述信號(hào)放大單元 與所述存儲(chǔ)單元相連，所述信號(hào)放大單元包括線性放大單元，對(duì)所述線性按鍵的所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行線性放大，且線 性放大系數(shù)為試測(cè)電荷變化時(shí)間與試測(cè)電荷變化量的比值；積分放大單元，對(duì)所述非線性按鍵的所述觸摸按鍵的電荷變化量進(jìn)行積分放大，所述 積分放大為試測(cè)電荷變化時(shí)間對(duì)試測(cè)電荷變化量的積分。
全文摘要
一種觸摸傳感技術(shù)領(lǐng)域的按鍵識(shí)別的信號(hào)處理方法及其處理系統(tǒng)，方法包括當(dāng)觸摸鍵結(jié)構(gòu)面臨觸摸或臨近觸摸時(shí)，對(duì)觸摸鍵結(jié)構(gòu)中各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域進(jìn)行電荷補(bǔ)充，得到各按鍵對(duì)應(yīng)的電荷累積區(qū)域中的電荷累積量；對(duì)所述電荷累積量進(jìn)行后置濾波，得到每次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量，將各次電荷補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的電荷變化量取平均值作為觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量；對(duì)所述觸摸按鍵時(shí)的電荷變化量進(jìn)行放大處理，放大后的電荷變化量作為各按鍵電荷累積區(qū)域?qū)嶋H的電荷變化量。系統(tǒng)包括電荷補(bǔ)充單元、信號(hào)輸入單元、后置濾波單元和信號(hào)放大單元。本發(fā)明縮短了電荷變化量的計(jì)算時(shí)間，且提高了按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確率。
文檔編號(hào)H03K17/96GK101977049SQ20101053303
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者劉正東, 龍江, 龍濤 申請(qǐng)人:江蘇惠通集團(tuán)有限責(zé)任公司