一種壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，該方法包括如下步驟：101、事先將XY平面所有坐標點靈敏度標定，并進行存儲；102、測量所有傳感器對應的壓力值；103、判斷是否有壓力按下；104、靈敏度校準處理，得到最終壓力值。本發明通過對各個傳感器坐標的標定及壓力校準，可以保證觸控屏/觸控板邊緣位置，傳感器之間的地方或傳感器正上方位置按同一壓力，得出同一壓力值，很好地解決了靈敏度一致性的問題。
【專利說明】
一種壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法
技術領域
[0001]本發明屬于壓力觸控的技術領域，特別涉及壓力觸控設備的靈敏度校準方法。
【背景技術】
[0002]隨著智能電子設備的高速發展，壓力觸控技術出現在手機、智能手表和筆記應用，并有廣泛普及的趨勢。由于壓力傳感器體積和成本的約束，使壓力傳感器不可能非常密集地排布在觸控屏或觸控板中，這會使同壓力按在不同觸控屏或觸控板的位置，壓力檢測出不同的壓力值，反映出觸控屏或觸控靈敏度一致性差的問題。
[0003]專利申請201310358756.9公開了一種基于薄膜壓力傳感器與三軸加速度計的三維多點式觸摸屏，包括:電容觸摸屏體、設置在電容觸摸屏體背面的若干個薄膜壓力傳感器、電容觸摸屏控制芯片、壓力傳感器接口電路、主控芯片;所述電容觸摸屏體連接電容觸摸屏控制芯片，所述薄膜壓力傳感器連接壓力傳感器接口電路；電容觸摸屏控制芯片和壓力傳感器接口電路分別與主控芯片連接;所述主控芯片連接一三軸加速度傳感器，所述三軸加速度傳感器用于獲取垂直于電容觸摸屏體表面的加速度值并傳輸給主控芯片;本發明能夠實現設備處于不同傾斜姿態和運動狀態下時對垂直于觸摸屏表面的觸控壓力的準確感知，從而準確獲得多個觸摸點對應的實際觸控壓力。然而，該方法是通過測量壓力傳感器的壓力值，每個壓力傳感器的偏差為0.25*M*Za。主控芯片計算獲得校正后的壓力測量值，并且對于多個壓力傳感器，采用最小二次方差矩陣求逆的方法，對于四個薄膜壓力傳感器可以得到任何小于等于4個觸摸點的觸控壓力值，這種方法雖然在一定程度上能夠提供對于觸控壓力的準確度，但是并不能解決由于觸控屏本身帶來的靈敏度偏差，且該方法主要應用于傾斜和運動狀態時的觸摸屏壓力感知，解決不了觸摸屏不同位置靈敏度不一致的問題。

【發明內容】

[0004]為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，該方法解決了低數量壓力傳感器矩陣排布觸控設備全區間靈敏度一致性的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案如下。
[0006]—種壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于該方法包括如下步驟:
[0007]101、事先將XY平面所有坐標點靈敏度標定，并進行存儲；
[0008]采用標定設備對觸控設備上的觸控屏或觸控板所確定的所有坐標點逐一施加觸控屏或觸控板能識別最小分刻度(LSB)對應的一壓力，壓力檢測裝置檢測各傳感器壓力值之和，并記錄下來;按一定的規則對所有傳感器進行編號1，2，3，...，Μ+Ν，它們對應的壓力值為 Ρ01，Ρ02，Ρ03，...，Ρ0Μ+Ν。
[0009]坐標為(x，y)對應的最小刻度的壓力值(也稱為校準系數)為PXYlsb= PXYl+PXY2+ΡΧΥ3+...+ΡΧΥΜ+Νο
[0010]所述編號、壓力值及校準系數均進行存儲，由控制器寫到掉電非易失性存儲器，以便于進行靈敏度校準。
[0011]102、測量所有傳感器對應的壓力值；
[0012]在觸控設備正常工作時，對傳感器進行測量，獲得各個傳感器的壓力值。
[0013]103、判斷是否有壓力按下。
[0014]將所有傳感器的壓力值累加起來，如果大于等于存儲器保存校準系數中的最小值，則表示有壓力按下，接著進行壓力靈敏度校準調整;如果小于壓力值的最小分辨率，則繼續對壓力傳感器進行測量。
[0015]104、靈敏度校準處理，得到最終壓力值。
[0016]當檢測到有壓力按下時，將所有傳感器進行編號I，2，3，.._，M+N，它們對應的壓力{Ι*Ρ1，Ρ2，Ρ3，...，ΡΜ+Ν。
[0017]獲得所有傳感器的壓力值和為PXYtotal =Ρ01+Ρ02+Ρ03+…+Ρ0Μ+Ν。
[0018]之后確定被按下的坐標(x，y)，確定(x，y)坐標方法為:
[0019]每個傳感器對應的相對壓力值為？丨1=?01^^￥切七31;?丨2 = ?02^^￥切七&1 ；...；Ρ?(0Μ+Ν) =P0M+N/PXYtotalo
[0020]所有傳感器對應的相對壓力值為{Pil，Pi2，Pi3，"^Pi(M-N)K對應的傳感器編號為1，2，3，...，Μ+Ν。
[0021]把所有傳感器的相對壓力值從大到小排序，排序后的相對壓力值列表為{Pkl，Pk2，Pk3，…，Pk(M+N)}，對應的傳感器編號為kl，k2，k3，…，k(M+N)。
[0022]先以傳感器編號順序與存在存儲器中的各個坐標的傳感器編號順序比較，找出所有傳感器編號順序相同的坐標點，即將傳感器的編號kl，k2，k3，-Sk(M-N)和在存儲器中的每個坐標點傳感器的編號j I，j 2，j3，…，j (M+N)逐一比較，找出完全相同的編號序列的坐標點，接著以傳感器對應的相對壓力值和與之前找到的所有坐標點對應在存儲器的各個相對壓力值做對比，ΛΡ= (Pkl-PO jl)2+(Pk2-P0j2)2+(Pk3-P0j3)2+".+ (Pk(M+N)-P0j(M+N))2，找出ΛΡ為最小值的坐標，此坐標點就是壓力按下的(x，y)坐標點。
[0023 ] 確定(X，y)坐標點后，通過存儲器查找出對于(X，y)坐標對應的校準系數PXYl sb，那么進行靈敏度校準處理后的壓力值為PYX = PXYtotal/PXYlsb。
[0024]本發明所實現壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，通過對各個傳感器坐標的標定及壓力校準，可以保證觸控屏/觸控板邊緣位置，傳感器之間的地方或傳感器正上方位置按同一壓力，得出同一壓力值，很好地解決了靈敏度一致性的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明所實施的硬件結構示意圖。
[0026]圖2是本發明所實施的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0028]圖1為本發明所實施的硬件結構圖，圖2所示為本發明所實施的控制流程圖。圖1所示，11為設備的觸摸屏或觸控板，觸摸屏或觸控板采用壓力傳感器矩陣式M*N分布式排布，其中24為壓力傳感器所在的位置，X方向壓力傳感器中心之間的距離為Q，Y方向壓力傳感器中心之間的距離為P。
[0029]本發明所實現的方法包括如下步驟:
[0030]201、先確定矩陣式壓力觸控傳感器排布陣列，確定傳感器排布陣列就確定了XY平面能識別的所有坐標點。根據實際應用場景，考慮壓力傳感器的體積及成本，確定觸控屏XY平面坐標的識別精度，對X方向壓力傳感器間再平均劃分m列(P = ng)，對Y方向壓力傳感器間再平均劃分η行(Q=mh)，即確定XY平面能識別((M-1) *m+M) * ((N-1) *n+N)個坐標位置。如果以圖1左下角傳感器中心值為原點(0，0)，那么所有壓力觸控識別到的坐標都已明確。[0031 ] 202、事先將XY平面所有坐標點靈敏度標定。
[0032]事先對觸控設備進行所有坐標靈敏度標定。即采用標定設備對觸控設備上的觸控屏或觸控板所確定的所有坐標點逐一施加觸控屏或觸控板能識別最小分刻度(LSB)對應的一壓力，壓力檢測裝置檢測各傳感器壓力值之和，并記錄下來。按一定的規則對所有傳感器進行編號1,2,3,...，M+N，它們對應的壓力值為PO I，P02，P03，…，Ρ0Μ+Ν。
[0033]坐標為(x，y)對應的最小刻度的壓力值(也稱為校準系數)為PXYlsb= PXYl+PXY2+ΡΧΥ3+...+ΡΧΥΜ+Νο
[0034]每個傳感器對應的相對壓力值為P0il=P01/PXnsb;P0i2 = P02/PXnsb;.";P0i(M+N)=P0M+N/PXHsb。
[0035]所有傳感器對應的相對壓力值為{PO i I，PO i 2，PO i 3，…，PO i (M+N) }，對應的傳感器編號為1，2，3，...，Μ+Ν。
[0036]為了方便簡化后續坐標識別的復雜度，把所有傳感器的相對壓力值從大到小排序，排序后的相對壓力值列表為{?0」1，？0」2少0」3，‘"，？0」(1+?}，對應的傳感器編號為」1，j2J3，."，j_)0
[0037]203、測量所有傳感器對應的壓力值。
[0038]在觸控設備正常工作時，控制器實時通過壓力檢測模塊對傳感器進行測量，獲得各個傳感器的壓力值。
[0039]204、判斷是否有壓力按下。
[0040]將所有傳感器的壓力值累加起來，如果大于等于存儲器保存校準系數中的最小值，則表示有壓力按下，接著進行壓力靈敏度校準調整;如果小于壓力值的最小分辨率，則繼續對壓力傳感器進行測量。
[0041 ] 205、靈敏度校準處理，得到最終壓力值。
[0042]當檢測到有壓力按下時，將所有傳感器進行編號I，2，3，.._，M+N，它們對應的壓力{Ι*Ρ1，Ρ2，Ρ3，...，ΡΜ+Ν。
[0043]獲得所有傳感器的壓力值和為PXYtotal =Ρ01+Ρ02+Ρ03+…+Ρ0Μ+Ν。
[0044]之后確定被按下的坐標(x，y)，確定xy坐標方法為:
[0045]每個傳感器對應的相對壓力值為？丨1=?01^^￥切七31;?丨2 = ?02^^￥切七&1 ；...；Ρ?(0Μ+Ν) =P0M+N/PXYtotalo
[0046]所有傳感器對應的相對壓力值為{Pil，Pi2，Pi3，-^Pi(M-N)K對應的傳感器編號為1，2，3，...，Μ+Ν。
[0047]把所有傳感器的相對壓力值從大到小排序，排序后的相對壓力值列表為{Pkl,Pk2，Pk3，…，Pk(M+N)}，對應的傳感器編號為kl，k2，k3，…，k(M+N)。
[0048]先以傳感器編號順序與存在存儲器中的各個坐標的傳感器編號順序比較，找出所有傳感器編號順序相同的坐標點，即將傳感器的編號kl，k2，k3，-Sk(M-N)和在存儲器中的每個坐標點傳感器的編號j I，j 2，j3，…，j (M+N)逐一比較，找出完全相同的編號序列的坐標點，接著以傳感器對應的相對壓力值和與之前找到的所有坐標點對應在存儲器的各個相對壓力值做對比，ΛΡ= (Pkl-PO jl)2+(Pk2-P0j2)2+(Pk3-P0j3)2+".+ (Pk(M+N)-P0j(M+N))2，找出ΛΡ為最小值的坐標，此坐標點就是壓力按下的XY坐標點。
[0049]通過存儲器查找出對于(x，y)坐標對應的校準系數PXYlsb，那么進行靈敏度校準處理后的壓力值為PYX = PXYtotal/PXnsb，這樣就可以保證觸控屏/觸控板邊緣位置，傳感器之間的地方或傳感器正上方位置按同一壓力，得出同一壓力值，很好地解決了靈敏度一致性的問題。
[0050]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于該方法包括如下步驟: .101、事先將XY平面所有坐標點靈敏度標定，并進行存儲； .102、測量所有傳感器對應的壓力值； 在觸控設備正常工作時，對傳感器進行測量，獲得各個傳感器的壓力值； .103、判斷是否有壓力按下； .104、靈敏度校準處理，得到最終壓力值。2.如權利要求1所述的壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于所述步驟.101中，采用標定設備對觸控設備上的觸控屏或觸控板所確定的所有坐標點逐一施加觸控屏或觸控板能識別最小分刻度(LSB)對應的一壓力，壓力檢測裝置檢測各傳感器壓力值之和，并記錄下來;按一定的規則對所有傳感器進行編號I，2，3，.._，M+N，它們對應的壓力值為Ρ01，Ρ02，Ρ03，...，Ρ0Μ+Ν;坐標為(x，y)對應的最小刻度的壓力值(也稱為校準系數)為PXYIsb = PXYI+PXY2+PXY3+.._+PXYM+N。3.如權利要求2所述的壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于所述編號、壓力值及校準系數均進行存儲，由控制器寫到掉電非易失性存儲器，以便于進行靈敏度校準。4.如權利要求1所述的壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于所述103步驟中，將所有傳感器的壓力值累加起來，如果大于等于存儲器保存校準系數中的最小值，則表示有壓力按下，接著進行壓力靈敏度校準調整;如果小于壓力值的最小分辨率，則繼續對壓力傳感器進行測量。5.如權利要求1所述的壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于所述104步驟中，當檢測到有壓力按下時，將所有傳感器進行編號I，2，3，…，M+N，它們對應的壓力值為Ρ1，Ρ2，Ρ3，...，ΡΜ+Ν; 獲得所有傳感器的壓力值和為PXYtotai=roi+ro2+ro3+…+ρομ+ν; 之后確定被按下的坐標(1，7)，確定(1，7)坐標點后，通過存儲器查找出對于(X，y)坐標對應的校準系數PXYlsb,那么進行靈敏度校準處理后的壓力值為PYX = PXYtotal/PXYlsb。6.如權利要求5所述的壓力觸控設備的靈敏度一致性校準方法，其特征在于確定(x，y)坐標方法為: 每個傳感器對應的相對壓力值為 Pil=P01/PXYtotal;Pi2 = P02/PXYtotal;.";Pi(0M+N)=P0M+N/PXYtotal； 所有傳感器對應的相對壓力值為{Pi I，Pi 2，Pi 3，…，Pi (M+N)}，對應的傳感器編號為I，.2，3，...，Μ+Ν; 把所有傳感器的相對壓力值從大到小排序，排序后的相對壓力值列表為{Pkl，Pk2，Pk3，…，Pk(M+N)}，對應的傳感器編號為kl，k2，k3，…，k(M+N)； 先以傳感器編號順序與存在存儲器中的各個坐標的傳感器編號順序比較，找出所有傳感器編號順序相同的坐標點，即將傳感器的編號kl，k2，k3，…氺…+⑴和在存儲器中的每個坐標點傳感器的編號j I，j 2，j 3，…，j (M+N)逐一比較，找出完全相同的編號序列的坐標點，接著以傳感器對應的相對壓力值和與之前找到的所有坐標點對應在存儲器的各個相對壓力值做對比，ΛΡ= (Pkl-PO jl)2+(Pk2-P0j2)2+(Pk3-P0j3)2+".+ (Pk(M+N)-P0j(M+N))2，找出ΛΡ為最小值的坐標，此坐標點就是壓力按下的(x，y)坐標點。
【文檔編號】G06F3/041GK106055157SQ201610395199
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】謝韶波
【申請人】芯海科技（深圳）股份有限公司