觸摸板及調節觸摸板靈敏度的方法
2023-08-03 22:55:36 1
專利名稱：觸摸板及調節觸摸板靈敏度的方法
技術領域：
本發明涉及一種輸入裝置和調節輸入裝置靈敏度的方法。特別涉及一種觸摸板和調節觸 摸板靈敏度的方法。
背景技術：
觸摸板(Touch Pad)給計算機或其它數據處理單元提供一個簡單和直觀的輸入界面。 用戶使用觸摸板進行數據輸入，通過觸摸圖標或在屏幕上書寫和繪畫來傳遞信息。
觸摸板一般包括兩個部分觸摸檢測單元和觸摸控制單元。觸摸檢測單元用於檢測用戶 觸摸位置，接收後發送給觸摸控制單元。觸摸控制單元的主要作用是從觸摸檢測單元上接收 觸摸信息，並把它轉換成觸點坐標，再發送給CPU，它同時能接收CPU發出的命令加以執行。 常見的觸摸板有電阻式(Resistive)觸摸板、電容式(Capacitive)觸摸板、紅外觸摸板 和表面聲波觸摸板等。
但是觸摸板特性極易受大氣壓力變化而影響其操作靈敏度。例如電容式觸摸板，當大氣 壓力變低時，人體適應大氣壓力的變化而降低體內壓力，導致人體的導電特性改變，使人體 與觸摸板之間形成的耦合電容值降低，觸摸板的靈敏度下降，此時用戶需施加較大的力才能 感應，反之若大氣壓力變高時，人體與觸摸板之間形成的耦合電容值提高，觸摸板的靈敏度 提高，此時用戶僅需施加較小的力即能感應。而對於電阻式觸摸板，其靠觸摸板表面壓力感 應，經電壓轉換後計算出觸摸位置，當環境大氣壓力較低時，用戶必須施加較大的力才能感 應，反之若環境大氣壓力較高時，用戶僅需施加較小的力即能感應。如此，在不同的大氣壓 力條件下，都要改變操作習慣及力度，給用戶帶來不便。
發明內容
鑑於此，有必要提供一種自適應環境大氣壓力調節自身靈敏度的觸摸板。 其次，還有必要提供一種可以自適應環境大氣壓力調節觸摸板靈敏度的方法。 一種觸摸板，包括觸摸感應單元和觸摸控制單元。觸摸感應單元用於感應用戶施加的觸 摸動作生成觸摸感應信號，並將觸摸感應信號發送給觸摸控制單元。觸摸板還包括大氣壓力 檢測單元和大氣壓力補償單元，大氣壓力檢測單元用於檢測環境大氣壓力，以生成大氣壓力 值，並將大氣壓力值發送給大氣壓力補償單元。大氣壓力補償單元產生一個與接收到的大氣 壓力值相對應的增益控制信號，並將增益控制信號發送到觸摸控制單元，觸摸控制單元根據增益控制信號調節在進行觸摸感應信號轉換時的增益。 一種調節觸摸板靈敏度的方法，包括 接收觸摸板的觸摸感應信號； 測量環境大氣壓力，以生成大氣壓力值； 產生與所述大氣壓力值相對應的增益控制信號； 根據所述增益控制信號調節在轉換所述觸摸感應信號時的增益； 將轉換後的觸摸感應信號轉換成觸摸操作信號； 根據該觸摸操作信號確定觸摸位置。
上述自適應環境大氣壓力調節靈敏度的觸摸板和方法通過調節增益的方法對觸摸板的觸 摸感應信號的轉換進行適當的調整，從而可以保證在各種大氣壓力條件下觸摸板的工作穩定 性。
圖l是使用了較佳實施方式的觸摸板的電子裝置的結構框圖。 圖2是第一較佳實施方式的觸摸板的結構框圖。
圖3是第一較佳實施方式的觸摸板根據環境大氣壓力調節增益的方法流程圖。
圖4是第二較佳實施方式的觸摸板的結構框圖。
圖5是第二較佳實施方式中的大氣壓力值與增益對應關係示意圖。
圖6是第二較佳實施方式的觸摸板根據環境大氣壓力調節增益的方法流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示是使用了較佳實施方式的觸摸板100的電子裝置10的結構框圖。該電子裝置 10包括觸摸板100、顯示單元110、顯示控制單元112及中央處理單元114。該觸摸板100包括 觸摸感應單元102、觸摸控制單元104、大氣壓力檢測單元106及大氣壓力補償單元108。顯示 單元110位於觸摸感應單元102的下端，觸摸感應單元102為透明材料構成。
顯示單元110可為液晶顯示器、發光二極體(LED, Light Emitting Diode)或陰極射線 管等的顯示元件，用於向用戶顯示信息。
顯示控制單元112用於接收中央處理單元114所發送的圖像信息，並向顯示單元110發送 顯示驅動信號，以驅動顯示單元110顯示用戶所需求的友好視頻界面，如文字信息、多媒體 信息、操作界面等。
觸摸感應單元102供手指或輸入筆在其上點擊或書寫圖文，根據用戶的觸摸動作生成觸 摸感應信號，並將該觸摸感應信號發送到觸摸控制單元104。觸摸控制單元104用於接收觸摸感應單元102所發送的觸摸感應信號。觸摸控制單元104 還根據可調節的增益對接收到的觸摸感應信號進行轉換，以生成觸摸操作信號，並將該觸摸 操作信號發送給中央處理單元114。當電子裝置10通電時，在正常大氣壓力範圍內，該可調 節的增益為初始增益。觸摸操作信號包括觸點坐標、用戶的觸摸方式(例如單擊或雙擊)以 及觸摸信號強度等。
大氣壓力檢測單元106檢測周圍環境的大氣壓力，以生成大氣壓力值，並將該大氣壓力 值發送給大氣壓力補償單元108。具體地，該大氣壓力檢測單元106可以採用Freescale公司 的MPXA4115A系列的MPXA4115A6U型大氣壓力傳感器。
大氣壓力補償單元108根據大氣壓力值產生相應的增益調節信號，並將該增益調節信號 發送到觸摸控制單元104。增益調節信號用於調節觸摸控制單元104在進行觸摸感應信號轉換 時的增益。
中央處理單元114用於向顯示控制單元112發送需由顯示單元110顯示的圖像信息，並接 收觸摸控制單元104發送的觸摸操作信號，並根據該觸摸操作信號確定用戶所輸入的信息。 可供選用的微處理器晶片種類很多，例如ATMEL51系列單片機、各種品牌的CPU以及用FPGA ( Field-Programmable Gate Array)等邏輯電路實現的微處理器等。
在環境大氣壓力較低的情況下，觸摸板100的操作靈敏度降低，因而用戶必須施加較大 的力才會感應，此時需提高觸摸板100的靈敏度。而在大氣壓力較高的情況下，觸摸板100的 操作靈敏度提高，因而用戶只需施加較小的力即會感應，此時應降低觸摸板100的靈敏度。 具體原理如下
人體內的壓力和大氣壓力相等，所以和來自體外的壓力保持平衡。因此，當我們在一般 情況下，並不會察覺到大氣壓力的存在。隨地勢地增加，大氣壓力逐漸降低。會發生大氣壓 力偏低的區域如長途客機、高海拔地區等。
以電容式觸摸板為例，大氣壓力較低時，對電容式觸摸板本身硬體影響不大，是對於觸 摸板用戶產生影響。當外在環境大氣壓力改變時，人體自我調節體內壓力以適應環境大氣壓 力的變化。以長途飛機為例高空飛行雖然客機均有艙壓自動調節系統，但還是略低於地面 壓力，人體適應大氣壓力的變化而降低體內壓力，導致人體的導電特性改變，使人體與觸摸 板之間形成的耦合電容值降低，觸摸板的靈敏度下降，此時用戶需施加較大的力才能感應， 反之若大氣壓力變高時，人體與觸摸板之間形成的耦合電容值提高，觸摸板的靈敏度提高， 此時用戶僅需施加較小的力即能感應。以電阻式觸摸板為例，大氣壓力較低時，所影響的就 是觸摸板本身的靈敏度。因為電阻式觸摸板靠其表面壓力感應，經電壓轉換後換算出觸摸位置。例如四線電阻式觸摸板熒幕左上角電阻值為(1KQ， 1KQ)，右下角為(15KQ， 15KQ )，用戶可用塑膠筆在觸摸板上輸入信息，故當塑膠筆施力於觸摸板上同一點，外界環境大 氣壓力較低時，用戶必須施加較大的力才能感應，反之若外界環境大氣壓力較高時僅需施加 較小的力即能感應。
因此，根據大氣壓力檢測單元106所檢測的大氣壓力值，在環境大氣壓力較高、觸摸板 IOO靈敏度較高時，大氣壓力補償單元108發出降低增益控制信號到觸摸控制單元104，以降 低觸摸控制單元104在進行觸摸感應信號轉換時的增益，使觸摸板100的靈敏度降低。在環境 大氣壓力值較低、觸摸板100靈敏度較低時，大氣壓力補償單元108發出提高增益控制信號到 觸摸控制單元104，以提高觸摸控制單元104在進行觸摸感應信號轉換時的增益，使觸摸板 IOO的靈敏度提高。如此，觸摸板100可以適應環境大氣壓力的變化在各種大氣壓力條件下都 能保證輸入信息的準確性。上述控制信號的產生及其對於觸摸控制單元104的增益的調整可 以採用可編程邏輯器件(PLD， Programmable Logic Device)或模擬電路中的自動增益控制 (AGC， Auto Gain Control)電路來完成。
如圖2所示是第一較佳實施方式的觸摸板200的結構框圖。該觸摸板200包括觸摸感應單 元202、觸摸控制單元204、大氣壓力檢測單元206及大氣壓力補償單元208。大氣壓力補償單 元208包括比較單元210和增益調節單元212。觸摸感應單元202、觸摸控制單元204及大氣壓 力檢測單元206與圖1中的觸摸感應單元102、觸摸控制單元104及大氣壓力檢測單元106執行 相同的功能。
比較單元210用於接收大氣壓力檢測單元206所發送的大氣壓力值，將該大氣壓力值與預 先設置的大氣壓力高值Pmax和大氣壓力低值Pmin進行比較。如果大氣壓力值高於大氣壓力高 值Pmax，增益調節單元212產生一個降低增益控制信號到觸摸控制單元204，以降低觸摸控制 單元204在進行觸摸感應信號轉換時的增益。如果大氣壓力值小於或者等於大氣壓力高值 Pmax，則將大氣壓力值與大氣壓力低值Pmin進行比較。如果大氣壓力值低於大氣壓力低值 Pmin，增益調節單元212產生一個提高增益控制信號到觸摸控制單元204，以提高觸摸控制單 元204在進行觸摸感應信號轉換時的增益。如果大氣壓力值高於大氣壓力低值Pmin，增益調 節單元212產生一個正常控制信號到觸摸控制單元204，觸摸控制單元204以預先設置的初始 增益對觸摸感應信號進行轉換。
如圖3所示是第一較佳實施方式的觸摸板200根據環境大氣壓力調節增益的方法流程圖。 其步驟如下
步驟3Q2，初始化系統後，觸摸控制單元204設置一個初始增益。步驟304，大氣壓力檢測單元206檢測環境大氣壓力，以生成大氣壓力值，並將該大氣壓 力值發送給比較單元210。
步驟306，比較單元210接收大氣壓力檢測單元206所發送的大氣壓力值，並將該大氣壓
力值與預先設置的大氣壓力高值Pmax進行比較。
步驟308，若步驟306中比較的結果是大氣壓力值大於大氣壓力高值P脇x，則增益調節單 元212發送降低增益控制信號到觸摸控制單元204，以降低觸摸控制單元204在對其所接收的 觸摸感應信號進行轉換時的增益。
步驟310，若步驟306中比較的結果是大氣壓力值小於大氣壓力高值P脇x，則將此大氣壓 力值與預先設置的大氣壓力低值Pmin進行比較。
步驟312，若步驟310中比較的結果是大氣壓力值小於大氣壓力低值P^n，則增益調節單 元212發送提高增益控制信號到觸摸控制單元204，以提高觸摸控制單元204在對其所接收的 觸摸感應信號進行轉換時的增益。
步驟314，若步驟310中比較的結果是大氣壓力值大於大氣壓力低值Pmin，則增益調節單 元212發送正常控制信號到觸摸控制單元204，從而觸摸控制單元204以預先設置的初始增益 對觸摸感應信號進行轉換。
步驟316，將經過觸摸控制單元204轉換後的觸摸感應信號轉換成觸摸操作信號，並發送 給中央處理單元114。
步驟318，中央處理單元114根據接收到的觸摸操作信號確定觸摸位置。
上述觸摸板及調節觸摸板靈敏度的方法通過比較測得的大氣壓力值與預設的大氣壓力值 來調節觸摸控制單元204在進行觸摸感應信號轉換時的增益。在環境大氣壓力較高、觸摸板 200靈敏度較高的情況下，適當降低觸摸控制單元204的增益，使觸摸板200的靈敏度降低。 在環境大氣壓力較低、觸摸板200靈敏度較低的情況下，適當提高觸摸控制單元204的增益， 使觸摸板200的靈敏度提高。從而可以保證在各種大氣壓力條件下觸摸板的工作穩定性。
如圖5所示是第二較佳實施方式的觸摸板400的結構框圖。該觸摸板400包括觸摸感應單 元402、觸摸控制單元404、大氣壓力檢測單元406及大氣壓力補償單元408。大氣壓力補償單 元408包括接收單元410、存儲單元412、査詢單元414及增益調節單元416。觸摸感應單元 402、觸摸控制單元404及大氣壓力檢測單元406與圖1中的觸摸感應單元102、觸摸控制單元 104及大氣壓力檢測單元106執行相同的功能。
請一併參閱圖4，在海平面處環境大氣壓力所對應的是標準增益。海拔高度高於海平面 處，環境大氣壓力較低，需提高觸摸控制單元404的轉換增益。而海拔高度低於海平面處(如盆地)，環境大氣壓力較高，需降低觸摸控制單元404的轉換增益。
接收單元410用於接收大氣壓力檢測單元406生成的大氣壓力值，並將該大氣壓力值發送 到査詢單元414。
存儲單元412用於存儲不同大氣壓力值所對應的增益值，以供査詢單元414査詢增益值。
査詢單元414根據大氣壓力值在存儲單元412中査詢增益值。並將査詢得到的與大氣壓力 值相對應的增益值發送到增益調節單元416。
增益調節單元416接收增益值，並將該增益值轉換成增益控制信號，該增益控制信號用 於控制觸摸控制單元404以査詢得到的增益值對觸摸感應信號進行轉換。
該實施方式的大氣壓力補償單元408用於對環境大氣壓力進行分級處理，並根據分級處 理的結果調節觸摸控制單元404的轉換增益，從而得到更為準確的結果。
如圖6所示是第二較佳實施方式的觸摸板400根據環境大氣壓力調節增益的方法流程圖。 其步驟如下
步驟502，大氣壓力檢測單元406檢測環境大氣壓力，以生成大氣壓力值，並將該大氣壓 力值發送到接收單元410。
步驟504，接收單元410接收該大氣壓力值，並將該大氣壓力值傳送到査詢單元414。
步驟506，査詢單元414在存儲單元412中査詢與測得的大氣壓力值相對應的增益值，並 將該增益值發送到增益調節單元416。
步驟508，增益調節單元416接收增益值，並將該增益值轉換成增益控制信號，以控制觸 摸控制單元404以査詢得到的增益值對觸摸感應信號進行轉換。
步驟510，將經過觸摸控制單元404轉換後的觸摸感應信號轉換成觸摸操作信號，並發送 給中央處理單元114。
步驟512，中央處理單元114根據接收到的觸摸操作信號確定觸摸位置。
上述觸摸板及調節觸摸板靈敏度的方法通過對大氣壓力值進行分級處理，依據環境大氣 壓力的不同等級控制對於觸摸板的觸摸感應信號的轉換增益，從而可以保證在各種大氣壓力 條件下對觸摸板靈敏度的精確控制。
權利要求
權利要求1一種觸摸板，包括觸摸感應單元和觸摸控制單元，所述觸摸感應單元用於感應用戶施加的觸摸動作生成觸摸感應信號，並將所述觸摸感應信號發送給觸摸控制單元，其特徵在於所述觸摸板還包括大氣壓力檢測單元和大氣壓力補償單元，所述大氣壓力檢測單元用於檢測環境大氣壓力，以生成大氣壓力值，並將所述大氣壓力值發送給所述大氣壓力補償單元，所述大氣壓力補償單元產生一個與接收到的大氣壓力值相對應的增益控制信號，並將所述增益控制信號發送到所述觸摸控制單元，所述觸摸控制單元根據增益控制信號調節在進行觸摸感應信號轉換時的增益。
2. 如權利要求書l所述的觸摸板，其特徵在於所述大氣壓力補償單 元包括比較單元和增益調節單元，所述比較單元用於接收大氣壓力值，並將所述大氣壓力值 與預定的大氣壓力高值Pmax進行第一比較；若所述第一比較結果是所述大氣壓力值大於大氣 壓力高值Pmax，所述增益調節單元發送降低增益的增益控制信號到觸摸控制單元。
3. 如權利要求書2所述的觸摸板，其特徵在於若所述第一比較結果 是所述大氣壓力值小於大氣壓力高值Pmax，則將所述大氣壓力值與預定的大氣壓力低值Pmin 進行第二比較，若第二比較的結果是所述大氣壓力值低於大氣壓力低值Pmin，則發送提高增 益的增益控制信號到觸摸控制單元；若所述第二比較的結果是所述大氣壓力值高於大氣壓力 低值Pmin，則發送正常的增益控制信號到觸摸控制單元。
4. 如權利要求書l所述的觸摸板，其特徵在於所述大氣壓力補償單 元還包括存儲單元，所述存儲單元用於存儲預先設置的不同大氣壓力值所對應的增益值。
5. 如權利要求書4所述的觸摸板，其特徵在於所述大氣壓力補償單 元還包括接收單元、査詢單元及增益調節單元；所述接收單元用於接收所述大氣壓力值；所 述査詢單元用於根據所述大氣壓力值在存儲單元中査詢與所述大氣壓力值相對應的增益值， 並將所述增益值發送到增益調節單元；所述增益調節單元將所述增益值轉換成增益控制信號 ，並將所述增益控制信號發送到所述觸摸控制單元。
6. 一種調節觸摸板靈敏度的方法，包括接收觸摸板的觸摸感應信號；測量環境大氣壓力，以生成大氣壓力值；產生與所述大氣壓力值相對應的增益控制信號；根據所述增益控制信號調節在轉換所述觸摸感應信號時的增益；將轉換後的觸摸感應信號轉換成觸摸操作信號；根據該觸摸操作信號確定觸摸位置。
7 如權利要求書6所述的調節觸摸板靈敏度的方法，其特徵在於還包括將所述大氣壓力值與預先設置的大氣壓力高值Pmax進行第一比較；若所述第一比較結果是大氣壓力值大於大氣壓力高值Pmax，則發送降低增益的增益控制信號。
8 如權利要求書7所述的調節觸摸板靈敏度的方法，其特徵在於還包括若所述第一比較結果是大氣壓力值小於大氣壓力高值Pmax，則將所述大氣壓力值與預先 設置的大氣壓力低值Pmin進行第二比較；若所述第二比較的結果是大氣壓力值小於大氣壓力低值Pmin，則發送提高增益的增益控 制信號；若所述第二比較的結果是大氣壓力值大於大氣壓力低值Pmin，則發送正常控制信號。
9 如權利要求書6所述的調節觸摸板靈敏度的方法，其特徵在於還包括獲得與所述大氣壓力值相對應的增益值，以所述增益值對觸摸感應信號進行轉換。
全文摘要
一種觸摸板，包括觸摸感應單元、觸摸控制單元、大氣壓力檢測單元及大氣壓力補償單元。觸摸感應單元用於感應用戶施加的觸摸動作，以生成觸摸感應信號，觸摸控制單元用於接收觸摸感應信號，並將該觸摸感應信號轉換為觸摸操作信號，以確定觸摸方式及觸點坐標。大氣壓力檢測單元用於檢測環境大氣壓力，以產生大氣壓力值。大氣壓力補償單元用於根據大氣壓力值發送相應的增益控制信號到觸摸控制單元，以調節觸摸控制單元在進行觸摸感應信號轉換時的增益。本發明還提供一種調節觸摸板靈敏度的方法。
文檔編號H03K17/96GK101414230SQ20071020210
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月17日 優先權日2007年10月17日
發明者莊宗仁 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司