触摸装置及其自适应方法 【技术领域】
本发明涉及触摸传感技术， 特别涉及触摸装置及其自适应方法。背景技术 目前， 市场上的消费电子产品种类越来越趋于多样化， 用户对于这些消费电子产 品的使用感受要求也日渐提高。 而消费电子产品中的按键系统就成为了影响用户使用感受 的其中一项关键因素。传统的机械式按键由于外观突兀不够美观且不易清洁而逐渐被淘 汰， 同时机械式按键的使用寿命有限也成为了降低用户使用感受的原因之一。 因此， 市场上 已逐渐采用触摸感应按键来替代传统的机械式按键。其中， 电容式触摸按键的设计也是触 摸感应按键技术中的一项热点。
然而， 现有技术中并未对触摸装置的功耗方面作出严格要求， 触摸装置的功耗高。 随着现有技术对功耗的要求越来越高， 如何降低触摸装置的功耗， 就成为了技术上亟待解 决的问题。
更多关于触摸装置的资料请参考公开号为 “CN101916502A” ， 发明名称为 “触摸式 遥控器” 的中国专利。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种低功耗的触摸装置及其自适应方法。
为解决上述问题， 本发明的实施例提供了一种触摸装置， 包括 ：
感应单元， 用于感应当前执行的触摸操作 ；
检测单元， 与所述感应单元电连接， 用于检测与当前执行的触摸操作相对应的当 前样本值 ；
识别分析单元， 根据所述当前样本值识别当前执行的触摸操作， 得到识别结果， 并 产生识别控制信号 ；
电源控制单元， 包括电源和多个能耗级别的电源模式， 根据所述识别控制信号控 制电源进入相应能耗级别的电源模式 ；
自适应单元， 从电源控制单元接收到识别控制信号开始计时， 若超过时间阈值后 所述电源控制单元还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别的信号给电源控制单 元。
可选地， 所述感应单元包括 ： 感应区 ； 与所述感应区相对设置的电极 ； 位于所述感 应区和电极之间的绝缘层。
可选地， 所述感应区为触摸装置的开关。
可选地， 所述检测单元包括 ： 与所述感应单元电连接的参考电容， 用于接收感应单 元转移的电荷 ； 与所述参考电容电连接的计数单元， 用于检测所述参考电容被充满时感应 单元中电荷转移的次数， 得到当前样本值。
可选地， 还包括 ： 存储单元， 存储规定时间内的多个当前样本值， 根据所述多个当前样本值得到长期平均值。
可选地， 所述识别分析单元包括 ： 参考单元， 用于提供接近感应阈值和触摸感应阈 值； 比较器， 将所述当前样本值和接近感应阈值或触摸感应阈值进行比较。
可选地， 所述接近感应阈值为所述长期平均值的 x 倍， 所述触摸感应阈值为所述 长期平均值的 y 倍， 其中， 所述 0 ＜ y ＜ x ＜ 1。
可选地， 所述接近感应阈值为所述长期平均值的 5/16， 所述触摸感应阈值为所述 长期平均值的 1/16。
可选地， 所述识别分析单元包括 ： 参考单元， 用于提供接近感应阈值、 触摸感应阈 值和长期平均值 ； 比较器， 将所述当前样本值与接近感应阈值和长期平均值之和的 z 倍或 触摸感应阈值和长期平均值之和的 z 倍进行比较。
可选地， 所述 z 为 75％或者 87.5％。
可选地， 还包括 ： 距离感应单元， 用于根据操作者在执行触摸操作前到执行触摸操 作这段时间内离感应单元的感应区的距离， 判断操作者是逐渐靠近感应单元还是逐渐远离 感应单元， 将判断结果传送至识别分析单元。
可选地， 所述识别结果为无感应操作、 接近感应操作或触摸感应操作。
可选地， 所述识别控制信号与所述识别结果相对应， 为接近感应信号或触摸感应信号。 可选地， 所述电源模式与所述识别控制信号对应， 至少为深度睡眠模式、 接近感应 触发模式或触摸感应模式， 所述深度睡眠模式的能耗小于所述接近感应触发模式和触摸感 应模式的能耗， 且所述接近感应触发模式的能耗小于所述触摸感应模式的能耗。
可选地， 所述电源控制单元包括 8 个不同能耗级别的电源模式。
相应的， 本发明实施例的发明人还提供了一种采用上述任一种触摸装置的触摸装 置自适应方法， 包括 ：
提供触摸装置， 对所述感应单元执行触摸操作 ；
采用检测单元对所述感应单元进行检测， 得到与触摸操作相对应的当前样本值 ；
采用识别分析单元获取检测单元的所述当前样本值， 识别所述触摸操作， 得到识 别结果， 并产生识别控制信号 ；
采用电源控制单元根据所述识别分析单元提供的识别控制信号控制电源进入相 应能耗级别的电源模式 ；
采用自适应单元从电源控制单元接收到识别控制信号开始计时， 在电源控制单元 超过时间阈值后还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别的信号给电源控制单 元。
可选地， 得到与触摸操作相对应的所述当前样本值的步骤包括 ： 参考电容接收感 应单元转移的电荷， 计数单元检测所述参考电容被充满时感应单元中电荷转移的次数， 将 所述电荷转移的次数作为当前样本值。
可选地， 还包括 ： 存储单元存储规定时间内的多个当前样本值， 根据所述多个当前 样本值得到长期平均值。
可选地， 所述规定时间为 2-5 秒。
可选地， 还包括 ： 参考单元提供的接近感应阈值和触摸感应阈值， 所述接近感应阈
值为所述长期平均值的 x 倍， 所述触摸感应阈值为所述长期平均值的 y 倍， 其中， 所述 0 ＜ y ＜ x ＜ 1。
可选地， 所述接近感应阈值为所述长期平均值的 5/16， 所述触摸感应阈值为所述 长期平均值的 1/16。
可选地， 所述识别结果的获得方法为 ： 比较器比较检测单元得到的当前样本值与 接近感应阈值和触摸感应阈值之间的关系， 当所述当前样本值大于触摸感应阈值， 并小于 等于所述接近感应阈值时， 识别结果为接近感应操作， 当所述当前样本值大于接近感应阈 值时， 识别结果为无感应操作， 当所述当前样本值小于等于触摸感应阈值时， 识别结果为触 摸感应操作。
可选地， 所述识别结果的获得方法为 ： 比较器比较所述当前样本值与接近感应阈 值和长期平均值之和的 z 倍、 以及触摸感应阈值和长期平均值之和的 z 倍之间的关系， 当所 述当前样本值大于触摸感应阈值和长期平均值之和的 z 倍， 并且小于等于接近感应阈值和 长期平均值之和的 z 倍时， 识别结果为接近感应操作， 当所述当前样本值大于接近感应阈 值和长期平均值之和的 z 倍时， 识别结果为无感应操作， 当所述当前样本值小于等于触摸 感应阈值和长期平均值之和的 z 倍时， 识别结果为触摸感应操作。 可选地， 所述 z 为 75％或者 87.5％。
可选地， 还包括 ： 采用距离感应单元根据操作者在执行触摸操作前到执行触摸操 作这段时间内离感应单元的感应区的距离， 判断操作者是逐渐靠近感应单元还是逐渐远离 感应单元， 将判断结果传送至识别分析单元。
可选地， 所述时间阈值为 0-20 秒。
与现有技术相比， 本发明的实施例具有以下优点 ：
本发明实施例的触摸装置， 包括识别分析单元、 电源控制单元， 所述识别分析单元 通过检测单元提供当前样本值， 识别出当前执行的触摸操作的种类， 电源控制单元根据当 前执行的触摸操作的种类控制电源进入相对应能耗级别的电源模式， 并且本发明实施例的 触摸装置还包括自适应单元， 能够从电源控制单元接收到识别控制信号开始计时， 如果在 超过时间阈值所述电源控制单元还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别的信号 给电源控制单元， 降低了触摸装置的功耗。
为了使所述触摸装置的感应更加精确， 所述触摸装置中还包括存储单元， 可以存 储规定时间内的多个当前样本值， 根据所述多个当前样本值得到长期平均值， 再根据所述 长期平均值来确定接近感应阈值和触摸感应阈值， 以更精确的识别不同的触摸操作。
本发明实施例的触摸装置自适应方法中， 自适应单元在电源控制单元接收到识别 控制信号后， 开始计时， 当超过时间阈值还未接收到新的识别控制信号， 则自适应单元会发 送降低能耗级别的信号给电源控制单元， 启动一个较低能耗的电源模式， 可以有效的降低 功耗。 避免了长时间触摸所述触摸装置， 而不执行其他操作时， 触摸装置的电源浪费不必要 的功耗的情况。
附图说明
图 1 是本发明实施例的触摸装置的模块结构示意图 ； 图 2 是本发明实施例的感应单元的剖面结构示意图 ；图 3 是本发明实施例的触摸装置自适应方法的流程示意图 ； 图 4 是本发明实施例的触摸装置自适应方法的工作原理图。具体实施方式
正如背景技术所述， 现有技术的触摸遥控器的功耗较高， 随着现有技术对功耗的 要求越来越高， 如何降低触摸装置的功耗， 就成为了技术上亟待解决的问题。
经过研究， 发明人发现， 现有技术的触摸遥控器， 大多在集成化、 选取低功耗的元 器件方面对触摸遥控器改进以降低功耗， 却忽略了操作过程中的功耗问题， 例如当用户触 摸到所述触摸装置的感应区时， 即使长时间没有执行下一操作， 所述触摸装置仍然会处于 工作状态， 消耗电量， 导致触摸装置的功耗较高。
经过进一步的研究， 发明人发现， 触摸遥控器的功耗仍然有下调的空间， 可以在触 摸遥控器中增加一个自适应时间调整单元， 当用户触摸到所述触摸装置的感应区后， 在规 定时间内没有执行下一操作， 则触摸遥控器自动由工作状态变为休眠状态， 以降低功耗。
相应的， 本发明实施例的发明人提供了一种触摸装置及其自适应方法。
为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似推广， 因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 其次， 本发明利用示意图进行详细描述， 在详述本发明实施例时， 为便于说明， 表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大， 而且所述示意图只是实例， 其在此不应 限制本发明保护的范围。此外， 在实际制作中应包含长度、 宽度及深度的三维空间尺寸。
请参考图 1， 本发明实施例的触摸装置， 包括 ：
感应单元 101， 用于感应当前执行的触摸操作 ；
检测单元 103， 与所述感应单元 101 电连接， 用于检测与当前执行的触摸操作相对 应的当前样本值 CS ；
识别分析单元 105， 根据所述当前样本值 CS 识别当前执行的触摸操作， 得到识别 结果， 并产生识别控制信号 ；
电源控制单元 107， 包括电源 1071 和多个能耗级别的电源模式 1072， 根据所述识 别控制信号控制电源 1071 进入相应能耗级别的电源模式 1072 ；
自适应单元 109， 从电源控制单元 107 接收到识别控制信号开始计时， 若超过时间 阈值后所述电源控制单元 107 还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别的信号给 电源控制单元 107。
所述触摸装置可以为触摸式遥控器或空间鼠标等。 所述触摸装置包括金属触摸面 板、 与所述金属触摸面板相对设置的侦测板以及位于所述金属触摸面板和侦测板之间的绝 缘层。 在本发明实施例的触摸装置为空间鼠标， 所述空间鼠标主要通过陀螺仪、 重力加速度 仪等识别空间鼠标的姿态和对空间鼠标指针进行定位。
请结合参考图 1 和图 2， 所述感应单元 101 包括感应区 201 ； 与所述感应区 201 相 对设置的电极 203 ； 位于所述感应区 201 和电极 203 之间的绝缘层 207。所述感应区 201、 电极 203 和绝缘层 207 构成一个电容， 即所述感应单元 101 为一个电容， 用于感应当前执行
的触摸操作。
在本发明的实施例中， 所述感应区 201 为触摸装置的开关， 位于金属触摸面板 200 中， 所述感应区 201 与所述金属触摸面板 200 上的其他区域 ( 例如金属按键 ) 相互隔离 ( 未 图示 )， 所述感应区 201 的材料与金属触摸面板 200 的材料可以相同， 例如均为铜箔或其他 导电材料 ； 所述电极 203 设置在侦测板 205 上， 所述电极 203 为铜箔， 或者也可以为其他已 知的各种导电材料 ； 所述绝缘层 207 位于所述金属触摸面板 200 和侦测板 205 之间的区域， 所述绝缘层 207 的材料可以为玻璃， 或者也可以为其他已知的各种绝缘材料。
当所述操作者对所述感应区 201 执行触摸操作时， 由于操作者身上带有静电， 所 述操作者身上的静电荷会通过所述感应区 201 发生转移。发明人发现， 操作者对所述感应 区执行的触摸操作不同， 所述静电荷转移的情况也会有所不同。 在本发明的实施例中， 所述 触摸操作为无感应操作、 接近感应操作或触摸感应操作中的一种。
其中， 所述无感应操作为操作者没有对所述触摸装置执行任何操作， 操作者身上 的静电荷不会向检测单元 103 转移， 仅有极少量的电荷受外界环境例如温度、 湿度、 噪音等 的影响， 转移到了检测单元 103 中， 触摸装置此时处于深度休眠状态， 仅感应单元、 检测单 元和识别分析单元处于工作状态， 触摸装置的主控芯片以及陀螺仪、 重力加速度仪等都未 工作 ； 所述接近感应操作为操作者离感应区 201 的距离较近， 操作者身上已经有小部分静 电荷通过感应单元 101 的感应区 201 逃逸到了检测单元 103 中， 触摸装置此时部分功能 ( 例 如唤醒触摸装置中的主控芯片 ) 开启， 进入半工作状态 ； 所述触摸感应操作为操作者离感 应区 201 的距离极小或已经触摸到了感应区 201 表面， 此时操作者身上大量的静电荷经感 应单元 101 的感应区 201 转移至检测单元中， 所述触摸装置的全部功能开启， 包括触摸装置 中的陀螺仪、 重力加速度仪均开始工作， 进入全速工作的状态。
请继续参考图 1， 所述检测单元 103 包括 ： 与所述感应单元 101 的电极电连接的参 考电容 ( 未图示 )， 用于接收感应单元 101 转移的电荷 ； 与所述参考电容电连接的计数单元 ( 未图示 )， 用于检测所述参考电容被充满时感应单元中电荷转移的次数， 得到当前样本值 CS。
在本发明的实施例中， 所述检测单元 103 也设置在侦测板上， 所述检测单元 103 与 感应单元 101 电连接， 由感应单元 101 转移的电荷被检测单元中的参考电容接收， 所述参考 电容的电容量较小， 通常采用 pF 级的电容， 例如 0.5pF， 因此所述参考电容较容易被从感应 单元 101 中转移的电荷充满。本发明的实施例中可以将参考电容两端的电压与所述参考电 容充满时两端的电压 ( 参考电压 ) 进行比较， 就可获悉所述参考电容是否充满 ； 所述计数单 元会对感应单元 101 向检测单元 103 的参考电容中转移的电荷次数进行记录， 将参考电容 被充满时感应单元 101 中电荷转移的次数记为当前样本值 CS。 根据所述当前样本值识别当 前执行的触摸操作， 得到识别结果， 并产生识别控制信号。
需要说明的是， 考虑到不同的操作者身上带有不同量的静电荷， 在执行相同的触 摸操作时， 转移的电荷数量并不相同， 而且受环境的影响， 即使是同一个操作者， 在不同的 时刻或者不同的环境下， 执行相同的触摸操作时， 转移的电荷数量并不相同， 即不同时刻、 不同环境或不同操作者执行相同的触摸操作时， 得到的当前样本值 CS 并不相同， 为了使触 摸装置对操作者的触摸操作判断更加准确， 所述触摸装置中通过滤波器过滤了周围环境对 触摸装置的影响， 并且， 所述触摸装置还包括 ： 存储单元 ( 未图示 )， 存储规定时间内 ( 例如2-5 秒 (S)) 的多个当前样本值 CS， 根据所述多个当前样本值得到长期平均值 (Long Term Average， LTA)。
需要说明的是， 所述存储单元可以直接设置在侦测板上， 也可以集成在检测单元 内部。
请继续参考图 1， 所述识别分析单元 105 与所述检测单元 103 的计数单元电连接， 得到当前样本值 CS， 根据所述当前样本值 CS 识别当前执行的触摸操作， 得到识别结果， 并 产生识别控制信号。
在本发明的实施例中， 所述识别分析单元 105 包括 ： 参考单元 ( 未图示 )， 与比较 器电连接， 用于提供接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth 给比较器 ； 比较器 ( 未图示 )， 分 别于识别分析单元 105 中的参考单元和检测单元 103 中的计数单元电连接， 所述比较器将 所述计数单元提供的当前样本值 CS 和参考单元提供的接近感应阈值 Pth 或触摸感应阈值 Tth 进行比较。
所述接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth 均通过当前样本值 CS 来确定。因此， 所 述参考单元还与所述检测单元 103 中的计数单元电连接， 以获取当前样本值 CS。
在本发明的实施例中， 为消除周围环境对触摸装置的影响， 并为了使触摸装置的 识别分析单元 105 得到的识别结果更加准确， 所述参考单元还与过滤器电连接， 且所述参 考单元通过存储单元实现与检测单元 103 中的计数单元电连接， 所述接近感应阈值 Pth 和触 摸感应阈值 Tth 通过规定时间内的采样得到的当前样本值 CS 的平均值， 即长期平均值 (LTA) 来确定。具体地， 所述接近感应阈值 Pth 为所述长期平均值 (LTA) 的 x 倍， 所述触摸感应阈 值 Tth 为所述长期平均值的 y 倍， 其中， 所述 0 ＜ y ＜ x ＜ 1。例如， 所述接近感应阈值 Pth 为 所述长期平均值的 5/16， 所述触摸感应阈值 Tth 为所述长期平均值的 1/16。
所述识别结果为无感应操作、 接近感应操作或触摸感应操作。
在本发明的一个实施例中， 识别分析单元 105 中的比较器通过比较由检测单元得 到的当前样本值 CS 与接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth 之间的关系， 得到识别结果。具 体地， 当所述当前样本值 CS 大于触摸感应阈值 Tth， 并小于等于所述接近感应阈值 Pth 时， 识 别结果为接近感应 (Proximity) 操作， 当所述当前样本值 CS 大于接近感应阈值 Pth 时， 识别 结果为无感应操作， 当所述当前样本值 CS 小于等于触摸感应阈值 Tth 时， 识别结果为触摸感 应 (Touch) 操作。
在本发明的另一个实施例中， 识别分析单元 105 中的比较器通过比较所述当前样 本值 CS 与接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍、 以及触摸感应阈值 Tth 和长期 平均值 LTA 之和的 z 倍之间的关系来确定识别结果。具体地， 当所述当前样本值 CS 大于触 摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍， 并且小于等于接近感应阈值 Pth 和长期平均 值 LTA 之和的 z 倍时， 识别结果为接近感应 (Proximity) 操作， 当所述当前样本值 CS 大于 接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍时， 识别结果为无感应操作， 当所述当前样 本值 CS 小于等于触摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍时， 识别结果为触摸感应 (Touch) 操作。在本发明的实施例中， 所述 z 为 75％或者 87.5％。
需要说明的是， 发明人发现， 操作者逐渐靠近和逐渐远离所述感应单元的感应区 时， 电荷转移的情况会有所不同。当操作者逐渐远离所述感应单元的感应区时， 例如， 由触 摸感应变为接近触摸感应时， 测得的 CS 值有可能会存在一个波动， 导致后续的识别结果不够准确。本发明的实施例中， 还包括 ： 距离感应单元 ( 未图示 )， 用于根据操作者在执行触 摸操作前到执行触摸操作这段时间内离感应单元的感应区的距离， 判断操作者是逐渐靠近 感应单元还是逐渐远离感应单元， 当操作者逐渐远离所述感应单元的感应区时， 比较所述 当前样本值与接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍、 以及触摸感应阈值 Tth 和长 期平均值 LTA 之和的 z 倍之间的关系后得到的识别结果更加准确。
所述识别控制信号用于发送给电源控制单元， 以利于电源控制单元 107 控制电源 进入不同能耗级别的电源模式。在本发明的实施例中， 所述识别控制信号与所述识别结果 一一对应， 当识别结果为无感应操作时， 不产生识别控制信号 ； 当识别结果为接近感应操作 时， 产生接近感应信号 ； 当识别结果为触摸感应操作时， 产生触摸感应信号。
所述电源控制单元 107 与所述识别分析单元 105 电连接， 包括电源 1071 和多个能 耗级别的电源模式 1072。 所述电源模式 1072 与所述识别控制信号对应， 至少为深度睡眠模 式、 接近感应触发模式或触摸感应模式中的一种， 其中， 所述深度睡眠模式的能耗小于所述 接近感应触发模式和触摸感应模式的能耗， 且所述接近感应触发模式的能耗小于所述触摸 感应模式的能耗。
需要说明的是， 为了更精确的对电源进行控制， 降低能耗， 在本发明的其他实施例 中， 所述电源控制单元 107 还可以包括 8 个不同能耗级别的电源模式。 所述自适应单元 109 与所述识别分析单元 105 和电源控制单元 107 电连接， 用于 从电源控制单元 107 接收到识别控制信号开始计时， 若超过时间阈值后所述电源控制单元 107 还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别的信号给电源控制单元。 可以有效的 降低功耗。 避免了长时间触摸所述触摸装置， 而不执行其他操作时， 触摸装置的电源浪费不 必要的功耗的情况。
所述时间阈值可以根据实际情况进行设定， 例如将所述时间阈值设为 0-20 秒 (S)。
在本发明的一个实施例中， 所述时间阈值为 17S。操作者触摸在感应区表面， 触摸 装置开始全速工作， 此时电源模式为触摸感应模式， 当触摸在感应区表面的时间超过了时 间阈值 17S， 而操作者又没有执行其他操作， 包括没有对感应区执行其他操作， 也包括没有 对金属触摸面板上的其他金属按键执行其他操作， 那么自适应单元 109 则会发送降低能耗 级别的信号给电源控制单元 107， 控制电源进入较低能耗的电源模式， 即进入接近感应触发 模式 ； 在随后的时间阈值 17S 内， 如果操作者没有对触摸装置的感应区或金属触摸面板上 的其他金属按键执行触摸操作， 则自适应单元 109 会发送又一个降低能耗级别的信号给电 源控制单元 107， 控制电源进入更低能耗的电源模式， 即进入深度睡眠模式， 如果在随后的 时间阈值 17S 内， 操作者对触摸装置的感应区或金属触摸面板上的其他金属按键执行触摸 操作， 则触摸装置的电源由接近感应触发模式恢复到触摸感应模式。
需要说明的是， 为了使所述触摸装置的结构更加紧凑， 在本发明的实施例中， 所述 识别分析单元、 电源控制单元、 自适应单元均设置在侦测板上。
本发明实施例的触摸装置， 包括识别分析单元、 电源控制单元， 所述识别分析单元 通过检测单元提供当前样本值， 识别出当前执行的触摸操作的种类， 电源控制单元根据当 前执行的触摸操作的种类控制电源进入相对应能耗级别的电源模式， 并且本发明实施例的 触摸装置还包括自适应单元， 能够从电源控制单元接收到识别控制信号开始计时， 如果在
超过时间阈值所述电源控制单元还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别的信号 给电源控制单元， 降低了触摸装置的功耗。
为了使所述触摸装置的感应更加精确， 所述触摸装置中还包括存储单元， 可以存 储规定时间内的多个当前样本值， 根据所述多个当前样本值得到长期平均值， 再根据所述 长期平均值来确定接近感应阈值和触摸感应阈值， 以更精确的识别不同的触摸操作。
相应的， 本发明实施例的发明人还提供了一种触摸装置自适应方法， 包括 ：
步骤 S301， 提供触摸装置， 对所述感应单元执行触摸操作 ；
步骤 S303， 采用检测单元对所述感应单元进行检测， 得到与触摸操作相对应的当 前样本值 ；
步骤 S305， 采用识别分析单元获取检测单元的所述当前样本值， 识别所述触摸操 作， 得到识别结果， 并产生识别控制信号 ；
步骤 S307， 采用电源控制单元根据所述识别分析单元提供的识别控制信号控制电 源进入相应能耗级别的电源模式 ；
步骤 S309， 采用自适应单元在电源控制单元超过时间阈值后还未接收到新的识别 控制信号， 发送降低能耗级别的信号给电源控制单元。 请参考图 4， 提供触摸装置， 所述触摸装置包括上述实施例中所述的感应单元 101、 检测单元 103、 识别分析单元 ( 未图示 )、 电源控制单元 ( 未图示 ) 和自适应单元 ( 未 图示 )。
其中， 所述感应单元 101 为触摸装置的开关， 所述感应单元 101 包括感应区 301， 所 述感应区 301 位于金属触摸面板 300 中 ； 与所述感应区 301 相对设置的电极 303， 所述电极 303 位于侦测板 305 中 ； 位于所述感应区 301 和电极 303 之间的绝缘层 307。
所述检测单元 103 包括 ： 与所述感应单元 101 的电极电连接的参考电容 311， 用于 接收感应单元 101 转移的电荷 ； 与所述参考电容 311 电连接的计数单元 313， 用于检测所述 参考电容 311 被充满时感应单元 101 中电荷转移的次数， 得到当前样本值 CS。
所述识别分析单元与所述检测单元 103 的计数单元 313 电连接， 得到当前样本值 CS， 根据所述当前样本值 CS 识别当前执行的触摸操作， 得到识别结果， 并产生识别控制信 号。
所述电源控制单元与所述识别分析单元电连接， 包括电源和多个能耗级别的电源 模式。 所述电源模式与所述识别控制信号对应， 至少为深度睡眠模式、 接近感应触发模式或 触摸感应模式中的一种。
所述自适应单元与所述识别分析单元和电源控制单元电连接， 用于从电源控制单 元接收到识别控制信号开始计时， 若超过时间阈值后所述电源控制单元还未接收到新的识 别控制信号， 发送降低能耗级别的信号给电源控制单元。
具体情况请参考本发明实施例中关于触摸装置的介绍， 在此不再赘述。
请参考图 4， 对所述感应单元执行触摸操作， 操作者 ( 例如用手指 )310 对金属触摸 面板 300 中的感应区 301 执行触摸操作。操作者 310 身上的静电荷通过感应单元 101 转移 至检测单元 103 的参考电容 311 中。
请继续参考图 4， 检测单元 103 对所述感应单元 101 进行检测， 得到与触摸操作相 对应的当前样本值 CS。
所述参考电容 311 的电容量较小， 通常采用 pF 级的电容， 例如 0.5pF， 因此所述参 考电容 311 较容易被从感应单元 101 中转移的电荷充满。本发明的实施例中， 所述参考电 容 311 接收到感应单元 101 转移的电荷， 将参考电容 311 两端的电压与所述参考电容充满 时两端的电压 ( 参考电压 ) 进行比较， 获悉所述参考电容是否充满 ； 所述计数单元 313 会对 感应单元 101 向检测单元 103 的参考电容 311 中转移的电荷次数进行记录， 将参考电容 311 被充满时感应单元 101 中电荷转移的次数记为当前样本值 CS， 所述当前样本值 CS 用于后续 作为判断触摸操作的类型的重要依据。
需要说明的是， 考虑到不同时刻、 不同环境或不同操作者执行相同的触摸操作时， 得到的当前样本值 CS 并不相同， 为了使触摸装置对操作者的触摸操作判断更加准确， 所述 触摸装置中通过滤波器过滤了周围环境对触摸装置的影响， 并且， 所述触摸装置自适应方 法， 还包括 ： 存储单元存储规定时间内的多个当前样本值， 根据所述多个当前样本值得到长 期平均值 (Long Term Average， LTA)。其中， 所述规定时间由本领域技术人员经过长期实 验后获得， 当所述规定时间为 2-5S 时， 得到的长期平均值 (LTA) 最具有参考价值。
随后， 识别分析单元获取检测单元的所述当前样本值， 识别所述触摸操作， 得到识 别结果， 并产生识别控制信号。
所述识别分析单元包括参考单元和比较器。其中， 所述参考单元用于提供接近感 应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth， 在本发明的实施例中， 所述接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈 值 Tth 根据长期平均值 (LTA) 得到。所述接近感应阈值 Pth 为所述长期平均值的 x 倍， 所述 触摸感应阈值 Tth 为所述长期平均值的 y 倍， 其中， 所述 0 ＜ y ＜ x ＜ 1。发明人经过研究 后， 得到当所述接近感应阈值 Pth 为所述长期平均值的 5/16， 所述触摸感应阈值 Tth 为所述 长期平均值的 1/16 时， 后续的判断结果最准确 ； 所述比较器用于判断当前样本值 CS 与所述 接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth 之间的关系、 或者判断当前样本值与接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍、 以及触摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍之间的 关系， 得出识别结果。
所述识别结果为无感应操作、 接近感应操作或触摸感应操作中的一种。
在本发明的一个实施例中， 所述识别结果的获得方法为 ： 比较器获得参考单元提 供的接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth 以及检测单元提供的当前样本值 CS， 比较当前样 本值 CS 与所述接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth 之间的关系， 当所述当前样本值 CS 大 于触摸感应阈值 Tth， 并小于等于所述接近感应阈值 Pth 时， 识别结果为接近感应操作， 当所 述当前样本值 CS 大于接近感应阈值 Pth 时， 识别结果为无感应操作， 当所述当前样本值 CS 小于等于触摸感应阈值 Tth 时， 识别结果为触摸感应操作。
在本发明的另一个实施例中， 所述识别结果的获得方法为 ： 比较器获得参考单元 提供的接近感应阈值 Pth 和触摸感应阈值 Tth、 存储单元提供的长期平均值 LTA 以及检测单 元提供的当前样本值 CS， 比较所述当前样本值与接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和 的 z 倍、 以及触摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍之间的关系， 当所述当前样本 值 CS 大于触摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍， 并且小于等于接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍时， 识别结果为接近感应操作， 当所述当前样本值 CS 大于接 近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍时， 识别结果为无感应操作， 当所述当前样本 值 CS 小于等于触摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍时， 识别结果为触摸感应操作。 其中， 所述接近感应阈值为所述长期平均值的 5/16， 所述触摸感应阈值为所述长期平均 值的 1/16 ； 所述 z 为 75％或者 87.5％。
需要说明的是， 发明人发现， 操作者逐渐靠近和逐渐远离所述感应单元的感应区 时， 电荷转移的情况会有所不同。当操作者逐渐远离所述感应单元的感应区时， 例如， 由触 摸感应变为接近触摸感应时， 测得的 CS 值有可能会存在一个波动， 导致后续的识别结果不 够准确。 发明人经过进一步研究后， 发现， 还需要距离感应单元根据操作者在执行触摸操作 前到执行触摸操作这段时间内离感应单元的感应区的距离， 判断操作者是逐渐靠近感应单 元还是逐渐远离感应单元， 将判断结果传送至识别分析单元。当操作者逐渐远离所述感应 单元的感应区时， 识别分析单元比较所述当前样本值与接近感应阈值 Pth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍、 以及触摸感应阈值 Tth 和长期平均值 LTA 之和的 z 倍之间的关系后得到的识别 结果更加准确。
所述识别分析单元根据比较器得到的识别结果产生所述识别控制信号， 所述识别 控制信号与所述识别结果相对应， 为接近感应信号或触摸感应信号中的一种。
所述电源控制单元在接收到所述识别分析单元提供的识别控制信号后， 根据所述 识别控制信号控制电源进入相应能耗级别的电源模式。 所述电源模式与所述识别控制信号 对应， 至少为深度睡眠模式、 接近感应触发模式或触摸感应模式中的一种， 所述深度睡眠模 式的能耗小于所述接近感应触发模式和触摸感应模式的能耗， 且所述接近感应触发模式的 能耗小于所述触摸感应模式的能耗。 例如， 识别结果为无感应触摸时， 电源模式为深度睡眠 模式 ； 或者识别结果为接近感应触摸时， 电源模式为接近感应触发模式 ； 或者识别结果为 触摸感应时， 所述电源模式为触摸感应模式。
需要说明的是， 在本发明的其他实施例中， 还可以具有更多能耗级别的电源模式， 例如 8 个， 可以更加精确的控制触摸装置的能耗， 更利于节能。
所述自适应单元从电源控制单元接收到一个识别控制信号后开始计时， 若电源控 制单元超过时间阈值后还未接收到新的识别控制信号， 则会发送降低能耗级别的信号给电 源控制单元， 使电源进入比当前能耗级别更低一级的电源模式， 以节省能量， 降低能耗。
所述时间阈值可以由本领域技术人员或操作者根据实际情况设定， 所述时间阈值 为 0-20S。在本发明的实施例中， 所述时间阈值设为 17S。在本发明的一个实施例中， 操作 者触摸在感应区表面， 触摸装置开始全速工作， 此时电源模式为触摸感应模式， 当触摸在感 应区表面的时间超过了时间阈值 17S， 而操作者又没有执行其他操作， 包括没有对感应区执 行其他操作， 也包括没有对金属触摸面板上的其他金属按键执行其他操作， 那么自适应单 元则会发送降低能耗级别的信号给电源控制单元， 控制电源进入较低能耗的电源模式， ； 在 随后的时间阈值 17S 内， 如果操作者没有对触摸装置的感应区或金属触摸面板上的其他金 属按键执行触摸操作， 则自适应单元会发送又一个降低能耗级别的信号给电源控制单元， 控制电源进入更低能耗的电源模式， 如果在随后的时间阈值 17S 内， 操作者对触摸装置的 感应区或金属触摸面板上的其他金属按键执行触摸操作， 则触摸装置的电源由接近感应触 发模式恢复到触摸感应模式。
本发明实施例的触摸装置自适应方法， 当电源控制单元接收到识别控制信号后， 自适应单元开始计时， 若超过时间阈值还未接收到新的识别控制信号， 则自适应单元会发 生降低能耗级别的信号给电源控制单元， 启动一个较低能耗的电源模式， 可以有效的降低功耗。 避免了长时间触摸所述触摸装置， 而不执行其他操作时， 触摸装置的电源浪费不必要 的功耗的情况。若在时间阈值内执行了其他的触摸操作， 电源控制单元接收到识别控制信 号， 则自适应单元不会发送降低能耗级别的信号给电源控制单元。
综上， 本发明实施例的触摸装置， 包括识别分析单元、 电源控制单元， 所述识别分 析单元通过检测单元提供当前样本值， 识别出当前执行的触摸操作的种类， 电源控制单元 根据当前执行的触摸操作的种类控制电源进入相对应能耗级别的电源模式， 并且本发明实 施例的触摸装置还包括自适应单元， 能够从电源控制单元接收到识别控制信号开始计时， 如果在超过时间阈值所述电源控制单元还未接收到新的识别控制信号， 发送降低能耗级别 的信号给电源控制单元， 降低了触摸装置的功耗。
为了使所述触摸装置的感应更加精确， 所述触摸装置中还包括存储单元， 可以存 储规定时间内的多个当前样本值， 根据所述多个当前样本值得到长期平均值， 再根据所述 长期平均值来确定接近感应阈值和触摸感应阈值， 以更精确的识别不同的触摸操作。
本发明实施例的触摸装置自适应方法中， 自适应单元在电源控制单元接收到识别 控制信号后， 开始计时， 当超过时间阈值还未接收到新的识别控制信号， 则自适应单元会发 生降低能耗级别的信号给电源控制单元， 启动一个较低能耗的电源模式， 可以有效的降低 功耗。 避免了长时间触摸所述触摸装置， 而不执行其他操作时， 触摸装置的电源浪费不必要 的功耗的情况。 本发明虽然已以较佳实施例公开如上， 但其并不是用来限定本发明， 任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内， 都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发 明技术方案做出可能的变动和修改， 因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化及修饰， 均属于本发明技术方案 的保护范围。