一种光学多点触摸检测控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光学多点触摸检测控制方法，包括定义控制触摸屏的级联芯片；级联芯片包括多个依次串行级联的芯片，每个芯片内部集成多个交错分布的LED和PD采样点；所述LED和PD采样点的数量与触摸屏大小相匹配；选定LED的发光角度及PD采样点的接收角度，使得选定的LED在曝光时其对应的PD采样点能够接收到曝光，在对所有LED逐次曝光后，经由能够接收到曝光的PD采样点进行采样及ADC转换，并将ADC转换的结果数据通过级联方式发送至CPU；CPU将ADC转换的结果数据与预先采集的PD采样点的本底数据进行对比，根据对比获得的变化量确定触摸屏的触摸情况。该方案PCB布线简单，送出的结果为数字信号，CPU处理容易且不容易受干扰。从而降低系统功耗，使触摸效果更加理想。使触摸效果更加理想。使触摸效果更加理想。

【技术实现步骤摘要】
一种光学多点触摸检测控制方法


[0001]本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种光学多点触摸检测控制方法。

技术介绍

[0002]在当今世界应用的电子产品中，触摸屏是一种新型输入设备，相比于传统的按键输入方法，触摸屏输入更加地人性化；以最直观、最便捷的人机交互，更大程度地满足用户的需求；所以触摸屏自然的输入方式很快就赢得了市场的认可。目前触摸屏的种类主要包括电容式,电阻式,光学式等。电容式和电阻式触摸屏在中小尺寸屏上得到广泛的应用，在大屏和超大屏上很难实现。主要问题是造价成本太高，目前技术也没有达到市场需求。而光学触摸屏恰好弥补了上述缺点，所以光学触摸屏在大屏和超大屏得到了广泛应用。
[0003]如图2所示，目前在市面上比较常用的光学触摸控制采用分立元器件控制，图左为LED曝光控制，CTR0控制P0，周期性曝光；图右为PD采样控制，CTR1控制P1，曝光电压是否输出，R0为BJT的B极钳位，当PD有强光照射时，产生电流，BJT初步放大电流输出。用这种电路来进行如下两种常规的光学触摸控制方法：
[0004]1.单点式光学触摸控制；
[0005]如图3所示，LED
x1
～LED
xn
与LED
y1
～LED
ym
组成X轴和Y轴发光阵列，PD
x1
～PD
xn
与LED
y1
～LED
ym
组成X轴和Y轴感光阵列，由于所用的LED为激光，其发光与感光一一对应，根据屏的大小来调整n,m值的数量。分时逐次打开LED曝光，同样分时逐次打开PD感光，所有的感光输出全部连在节点C，R1为C点到地的电阻，C点电压通过放大器AMP放大给高速ADC进行转换，转换结果送给高速CPU进行处理，根据所发出的时序和PD相对应的转换值进行判断，可以计算出屏上的那个位置的光线有被阻挡，从而得到该点有触摸。
[0006]该触摸控制方式只适用与单点触摸，如果是多点触摸将很容易出错，如图3的A，B两点同时触摸，通过光线矩阵交叉判断，同时会出现A
’
和B
’
另外两个点，(俗称A
’
和B
’
为鬼点)，由于A
’
和B
’
两点的出现，在CPU做判断时就容易出错，同样，如果有更多的点被触摸时，产生的鬼点会成几何倍数增加，那出错的概率更大。
[0007]2.多点式光学触摸控制：
[0008]如图4所示，同样LED
x1
～LED
xn
与LED
y1
～LED
ym
组成X轴和Y轴发光阵列，PD
x1
～PD
xn
与LED
y1
～LED
ym
组成X轴和Y轴感光阵列，由于所用LED存在一定的发光角度，每颗LED的发光都可以照到每一个PD感光模块上，这样整个光线矩阵为(n+m)*(n+m)，同样，根据触摸屏的实际大小调整n和m值，按照发光时序，将其中一个LED曝光，此时所有的PD都会感光，如果所有PD输出的节点都连到一起，而ADC模块每次只能采样一个PD的输出，所以该LED需要重复曝光(n+m)次，逐次将所有的PD输出进行转换，所有采样完后进行下一个LED曝光，再逐次采样所有的PD输出进行转换。
[0009]由于光线矩阵为(n+m)*(n+m)条，这样完全可以解决多点触摸的鬼点问题，但每一帧换算ADC转换需进行(n+m)*(n+m)次，由于转换的次数成几何倍数增加，这样ADC采样和转换需要极高的速度。假设(n+m)＝256，这样完成一帧的转换需要65536次，为了实现多点触
摸不丢点的效果，我们需要至少50HZ的速度进行换算，即每帧的时间为20mS，这样平均到每个单一采用和转换的时间只有300nS，在这么短的时间里，ADC是无法完成采样和转换的，此时需要多路ADC进行采样转换(如图四有所示两路ADC采样转换)。再次假设我们采用6路ADC进行转换，这样单一采用和转换的时间接近2uS，基本可以满足ADC转换，但此时一次LED曝光时间也不到2uS，考虑到PD的光电转换能量，这样需要LED的发光电流加大到1A以上，同时还需增大PD的感光单元的面积，才能达到多点触摸的效果。
[0010]综上所述，这两种方案存在以下问题：
[0011]1.发光和感光单元采取分立元器件控制，从而使得器件成本较高，加工复杂；同时需要较多的控制信号，使得PCB布板难度变大。
[0012]2.单点触摸控制方法无法实现多点触摸，使得应用存在缺陷；多点触摸控制方案需要多个ADC进行采样转换，而且LED曝光电流巨大，增加系统的功耗和硬件成本。
[0013]3.PD所有输出都在PCB上连在一起，信号线跨距很大，而且该线为模拟信号线，非常容易受干扰。
[0014]4.LED曝光时间ADC采样转换很短，很容易受系统的随机噪声干扰，在多点计算时容易出现不灵敏或误触发。

技术实现思路

[0015]针对现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供一种光学多点触摸检测控制方法，从而解决了器件成本高，PCB布板复杂，系统功耗较大，容易受干扰等居多问题。
[0016]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种光学多点触摸检测控制方法，所述方法包括：
[0017]定义控制触摸屏的级联芯片；所述级联芯片包括多个依次串行级联的芯片，每个芯片内部集成多个交错分布的LED和PD采样点；所述LED和PD采样点的数量与触摸屏大小相匹配；
[0018]选定LED的发光角度及PD采样点的接收角度，使得选定的LED在曝光时其对应的PD采样点能够接收到曝光，在对所有LED进行逐次曝光后，经由能够接收到曝光的PD采样点进行采样及ADC转换，并将ADC转换的结果数据通过级联方式发送至CPU；
[0019]CPU将ADC转换的结果数据与预先采集的PD采样点的本底数据进行对比，根据对比获得的变化量确定触摸屏的触摸情况。
[0020]优选的，所述采集PD采样点的本底数据包括：CPU发起帧同步指令后，所有LED关闭，随后所有PD采样点进行采样及ADC转换，将转换后的无曝光数据送给CPU保存，作为PD采样点的本底数据。
[0021]进一步地，所述CPU发起帧同步指令之前还包括：
[0022]根据CPU发起的地址配置指令进行芯片地址配置，使得每颗芯片获得对应的芯片地址；
[0023]根据CPU发起的读写指令配置芯片内部寄存器，控制芯片内部寄存器读写参数符合屏检测要求。
[0024]进一步地，所述根据CPU发起的地址配置指令进行芯片地址配置，使得每颗芯片获得对应的芯片地址包括：
[0025]为每个芯片配置一个相应的地址，所述芯片中设有数据输入端DI和数据输出端DO；
[0026]在无功能指令下，芯片经由DO输出DI接收的数据，当接收CP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学多点触摸检测控制方法，其特征在于，所述方法包括：定义控制触摸屏的级联芯片；所述级联芯片包括多个依次串行级联的芯片，每个芯片内部集成多个交错分布的LED和PD采样点；所述LED和PD采样点的数量与触摸屏大小相匹配；选定LED的发光角度及PD采样点的接收角度，使得选定的LED在曝光时其对应的PD采样点能够接收到曝光，在对所有LED进行逐次曝光后，经由能够接收到曝光的PD采样点进行采样及ADC转换，并将ADC转换的结果数据通过级联方式发送至CPU；CPU将ADC转换的结果数据与预先采集的PD采样点的本底数据进行对比，根据对比获得的变化量确定触摸屏的触摸情况。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集PD采样点的本底数据包括：CPU发起帧同步指令后，所有LED关闭，随后所有PD采样点进行采样及ADC转换，将转换后的无曝光数据送给CPU保存，作为PD采样点的本底数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述CPU发起帧同步指令之前还包括：根据CPU发起的地址配置指令进行芯片地址配置，使得每颗芯片获得对应的芯片地址；根据CPU发起的读写指令配置芯片内部寄存器，控制芯片内部寄存器读写参数符合屏检测要求。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据CPU发起的地址配置指令进行芯片地址配置，使得每颗芯片获得对应的芯片地址包括：为每个芯片配置一个相应的地址，所述芯片中设有数据输入端DI和数据输出端DO；在无功能指令下，芯片经由DO输出DI接收的数据，当接收CPU发起的指令时，DO输出指令相对应的数据，待相应数据输出完成后，继续输出DI接收的数据；当第一芯片收到CPU发起的地址配置指令及起始地址时，将接收的起始地址加1再从第一芯片的数据输出端DO1输出，当CPU发出两个相同的地址，第一芯片确认收到两个相同的地址后，将收到的地址加1作为第一芯片的芯片地址，传输给第二芯片；所述第二芯片的数据输入端DI2依次收到地址配置指令，起始地址，地址1，地址1；通过所述第二芯片的DO2依次送出地址配置指令，起始地址，地址1，地址2，然后再送出地址2；当连续接收到两次地址2，第二芯片锁定为地址2，以此类推，直到最后一颗芯片n的数据输入端DIn依次收到地址配置指令，地址0，地址1，地址2，地址3...地址(n
‑
1)，地址(n
‑
1)；将连续两次收到的地址(n
‑
1)，芯片n锁定为地址n，通过芯片n的数据输出端DOn依次输出地址配置指令，再是地址0，地址1，地址2，地址3...地址(n
‑
1)，地址n，地址n；当CPU接收到两次地址n时，完成n个芯片的地址配置；其中，n为芯片的总量。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述配置芯片内部寄存器包括：定义写指令为(指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永贵，曾德智，
申请(专利权)人：深圳市敏锐微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：