位置感测方法与装置与流程

专利2025-05-26  34


本发明属于触控电路,具体涉及一种位置感测方法与装置。


背景技术:

1、电容式触控板是利用电容效应实现触摸检测,电容触控板通常由涂有导电材料的触摸表面和背后的传感器电极组成,也有通过上下两层导电长条构成两层电极矩阵的结构,当通过手触摸触控板时,手指会形成一个电容点,即在触摸表面和背面电极之间形成一个电场,传感器电极会感应到电场的变化,并将其转换为电信号,基于此来判断触摸位置。

2、关于电容式触控板的具体技术,如,公开号为cn102207807a的中国专利文献记载了一种决定压触点位置的电路、触控面板模块及侦测压触点的方法,电容式感测面板上具有多条感应线与驱动线,该电路包含有分别连接至该多条感应线与驱动线的多个第一放大器及第二放大器,其中每一个第一放大器的一输入端连接于一第一输入信号源,以及每一个第二放大器的一输入端通过一开关以选择性地连接于该第一输入信号源或是一第二输入信号源;当操作于一第一操作模式时,每一个第二放大器的该输入端藕接于该第一输入信号源,以及当操作于一第二操作模式时,该多个第二放大器中多个特定第二放大器的该输入端藕接于该第二输入信号源。

3、又如,公开号为cn101727253a的中国专利文献记载了一种触控装置的触控位置感测方法,所述方法以一预设扫描感测模式,经由控制电路对第一及第二导电层进行驱动及扫描感测。感测到触控板受触压操作时,判别触控板受触压操作的类型:包括单点触压、连续轨迹输入或多点触压,分别以对应的第一或第二操作模式对触控板的第一导电层及第二导电层进行驱动及扫描感测,以感测触压点或连续轨迹输入的坐标位置。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题:

2、虽然电容触控技术已广泛地应用在各种产品领域中,但其仍然存在一些挑战和难题,其中由于传统电容触控技术通常依赖于导电材料的电路特性,有时这些材料特性的不稳定,可能会影响感测结果的准确度;再者,传统电容触控技术容易受到外部环境的影响,如湿度、温度变化、电磁干扰等,为了提高稳定性和可靠性,需要感测电路采取措施来抵抗这些可能的干扰。

3、本发明旨在提供一种位置感测方法与装置,以实现位置感测装置在工作状态下对不同环境影响因素的适应性,提高抗干扰性。

4、因此,为实现以上目的,本发明的目的之一是提供一种电容触控位置感测方法,应用于一待测物、一第一组电极与一第二组电极之间,该感测方法包含下列步骤:于该第一组电极中之一第一电极发出一交流式驱动信号,该第二组电极中之一第二电极与该第一电极接近处形成一第一电容器,该第一电极上之该交流式驱动信号透过该第一电容器而于该第二电极产生一第一感应信号;将该第一感应信号与一基准信号送入一电压放大器,进而得到一第一输出电压信号;将该第一输出电压信号输入一电压判断电路,该电压判断电路具有一第一准位可设定之比较阈值电压,该电压判断电路根据该第一准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第一数字脉波信号(digitalpulse);以及根据该第一数字脉波信号(digital pulse)在一单位时间内的一脉波宽度与一默认值的差异,进而判断出该待测物是否接近该电容器的所在位置。

5、根据上述构想,本发明所述的位置感测方法,其中该待测物为一人体的手指与一电容触控笔中之一,该交流式驱动信号为一可调整的数字正弦波信号,透过改变该可调整的数字正弦波信号的频率或振幅,用以改变该电容器的充电电压与充电时间,用以调整该第一感应信号的波形。

6、根据上述构想,本发明所述的位置感测方法,其中该第二组电极中与该第二电极相邻之一第三电极与该第一电极间接近处形成一第二电容器,该第一电极上之该交流式驱动信号透过该第二电容器而于该第三电极产生一第二感应信号,将该第二感应信号当作为该基准信号而与该第一感应信号送入一运算放大器所完成之该电压放大器,进而得到该第一输出电压信号。

7、根据上述构想,本发明所述的位置感测方法,其中该电压判断电路包含一第一反相器与一第二反相器,该第一反相器根据该第一准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出该第一数字脉波信号,该第二反相器根据一第二准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第二数字脉波信号,根据该第一数字脉波信号与该第二数字脉波信号在该单位时间内的一脉波宽度变化量,进而判断出该待测物是否接近该第一电容器的所在位置。

8、根据上述构想,本发明所述的位置感测方法,其中更包含下列步骤:将该第一输出电压信号进行一积分处理后再送入该电压判断电路中。

9、本发明的另一方面系为一种位置感测装置,应用于一待测物的位置感测,该位置感测装置包含:一感测面板,其中包含一第一组电极与一第二组电极,该第一组电极中之一第一电极与该第二组电极中之一第二电极的接近处形成一第一电容器;一信号处理电路,其电性连接至该第一组电极与该第二组电极并包含有一电压放大器以及一电压判断电路,用以于该第一组电极中之该第一电极发出一交流式驱动信号,透过该第一电容器而于该第二电极产生一第一感应信号,将该第一感应信号与一基准信号送入该电压放大器,进而得到一第一输出电压信号将该第一输出电压信号输入该电压判断电路,该电压判断电路具有一第一准位可设定之比较阈值电压,该电压判断电路根据该第一准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第一数字脉波信号(digital pulse),根据该第一数字脉波信号在一单位时间内的一脉波宽度与一默认值的差异,进而判断出该待测物是否接近该第一电容器的所在位置。

10、根据上述构想,本发明所述的位置感测装置,其中该待测物为一人体的手指与一电容触控笔中之一,该交流式驱动信号为一可调整的数字正弦波信号,透过改变该可调整的数字正弦波信号的频率或振幅,用以改变该电容器的充电电压与充电时间,用以调整该第一感应信号的波形。

11、根据上述构想,本发明所述的位置感测装置,其中该感测面板中之该第二组电极中与该第二电极相邻之一第三电极与该第一电极间接近处形成一第二电容器,该第一电极上之该交流式驱动信号透过该第二电容器而于该第三电极产生一第二感应信号,将该第二感应信号当作为该基准信号而与该第一感应信号送入一运算放大器所完成之该电压放大器,进而得到该第一输出电压信号。

12、根据上述构想,本发明所述的位置感测装置,其中该电压判断电路包含一第一反相器与一第二反相器,该第一反相器根据该第一准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出该第一数字脉波信号,该第二反相器根据一第二准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第二数字脉波信号,根据该第一数字脉波信号与该第二数字脉波信号在该单位时间内的一脉波宽度变化量,进而判断出该待测物是否接近该第一电容器的所在位置。

13、根据上述构想,本发明所述的位置感测装置,其中更包含一积分器,电性连接于该电压放大器以及该电压判断电路之间,该积分器用以将该第一输出电压信号进行一积分处理后再送入该电压判断电路中。

14、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

15、(1)该位置感测方法应用于一待测物、一第一组电极与一第二组电极之间,该感测方法首先于第一组电极中之一第一电极发出一交流式驱动信号,第二组电极中之一第二电极与第一电极接近处形成一第一电容器,第一电极上之交流式驱动信号透过第一电容器而于第二电极产生一第一感应信号,这种位置感测方法是通过第一组电极中的电极发出驱动信号,然后通过手指或触控笔的触摸影响第一感应信号,这种感应信号产生的方式不依赖于导电材料的电路特性,能够避免材料特性的不稳定而影响感测结果的准确度。

16、(2)通过将第一组电极与第二组电极之间形成的第一电容器产生的第一感应信号对应的第一输出电压信号输入一电压判断电路,电压判断电路具有一第一准位可设定之比较阈值电压,电压判断电路根据第一准位可设定之比较阈值电压与第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第一数字脉波信号,然后根据第一数字脉波信号在一单位时间内的一脉波宽度与一默认值的差异,进而判断出待测物是否接近电容器的所在位置,如此通过后续对第一感应信号对应的第一输出电压信号进行比较,滤除了干扰,比如滤除了外部环境中湿度、温度变化、电磁干扰等带来的不稳定干扰信号,提高了位置感测的稳定性和可靠性,不用采取其他措施来抵抗这些可能的干扰。


技术特征:

1.一种位置感测方法,其特征在于,该感测方法应用于一待测物、一第一组电极与一第二组电极之间,该感测方法包含下列步骤:

2.如权利要求1所述的位置感测方法,其特征在于:该待测物为一人体的手指与一电容触控笔中之一,该交流式驱动信号为一可调整的数字正弦波信号,透过改变该可调整的数字正弦波信号的频率或振幅,用以改变该电容器的充电电压与充电时间,用以调整该第一感应信号的波形。

3.如权利要求1所述的位置感测方法,其特征在于:该第二组电极中与该第二电极相邻之一第三电极与该第一电极间接近处形成一第二电容器,该第一电极上之该交流式驱动信号透过该第二电容器而于该第三电极产生一第二感应信号,将该第二感应信号当作为该基准信号而与该第一感应信号送入一运算放大器所完成之该电压放大器,进而得到该第一输出电压信号。

4.如权利要求1所述的位置感测方法,其特征在于:该电压判断电路包含一第一反相器与一第二反相器,该第一反相器根据该第一准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出该第一数字脉波信号,该第二反相器根据一第二准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第二数字脉波信号,根据该第一数字脉波信号与该第二数字脉波信号在该单位时间内的一脉波宽度变化量,进而判断出该待测物是否接近该第一电容器的所在位置。

5.如权利要求1所述的位置感测方法,其特征在于,更包含下列步骤:将该第一输出电压信号进行一积分处理后再送入该电压判断电路中。

6.一种位置感测装置,其特征在于,该位置感测装置应用于一待测物的位置感测,该位置感测装置包含:

7.如权利要求6所述的位置感测装置,其特征在于:该待测物为一人体的手指与一电容触控笔中之一,该交流式驱动信号为一可调整的数字正弦波信号,透过改变该可调整的数字正弦波信号的频率或振幅,用以改变该电容器的充电电压与充电时间,用以调整该第一感应信号的波形。

8.如权利要求6所述的位置感测装置,其特征在于:该感测面板中之该第二组电极中与该第二电极相邻之一第三电极与该第一电极间接近处形成一第二电容器,该第一电极上之该交流式驱动信号透过该第二电容器而于该第三电极产生一第二感应信号,将该第二感应信号当作为该基准信号而与该第一感应信号送入一运算放大器所完成之该电压放大器,进而得到该第一输出电压信号。

9.如权利要求6所述的位置感测装置,其特征在于:该电压判断电路包含一第一反相器与一第二反相器,该第一反相器根据该第一准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出该第一数字脉波信号,该第二反相器根据一第二准位可设定之比较阈值电压与该第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第二数字脉波信号,根据该第一数字脉波信号与该第二数字脉波信号在该单位时间内的一脉波宽度变化量,进而判断出该待测物是否接近该第一电容器的所在位置。

10.如权利要求6所述的位置感测装置,其特征在于:更包含一积分器,电性连接于该电压放大器以及该电压判断电路之间,该积分器用以将该第一输出电压信号进行一积分处理后再送入该电压判断电路中。


技术总结
本发明属于触控电路技术领域,尤其为一种位置感测方法与装置,通过将第一组电极与第二组电极之间形成的第一电容器产生的第一感应信号对应的第一输出电压信号输入一电压判断电路,电压判断电路具有一第一准位可设定之比较阈值电压,电压判断电路根据第一准位可设定之比较阈值电压与第一输出电压信号的电压大小关系而输出一第一数字脉波信号,然后根据第一数字脉波信号在一单位时间内的一脉波宽度与一默认值的差异,进而判断出待测物是否接近电容器的所在位置,这种位置感测方法能够避免材料特性的不稳定而影响感测结果的准确度,而通过后续对第一感应信号对应的第一输出电压信号进行比较,滤除了干扰。

技术研发人员:戴瑞师,胡师贤,田笙志,廖建兴,许胤圣,游连源,陈丽萍
受保护的技术使用者:绿亚科技(平潭)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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