一种触控面板控制方法和多媒体设备与流程

1.本技术涉及多媒体触控技术领域，尤其涉及一种触控面板控制方法和多媒体设备。


背景技术：

2.在市面上，目前的头戴耳机主要是配有机械按键或电容检测的触摸按键来实现相应功能的操作，然而这类结构设计在实际使用中，容易发生误触发操作，比如，当戴着耳机躺下时，或是洗头发后触碰时等，则容易出现误触发操作现象。对于这类场景，耳机很难区分出是否是用户本意的按键操作。不仅如此，机械按键或电容检测的触摸按键的数量有限，若是后续需要增加其他的功能，则还往往增加按键数量，这就会增加所需的硬件面积，因此具有一定的应用局限性。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种触控面板控制方法和多媒体设备，该方法结合硬件设计可以有效地解决现有的机械按键的误触控问题，还可以在不增加或不改变现有产品的结构的基础上，实现更多的功能指令扩展等。
4.本技术的实施例提供一种触控面板控制方法，所述触控面板上设有一触控区域，所述触控区域下方设有多个呈菱形的感应子区域，并在沿菱形对角方向上设置有相互垂直的多条触摸通道，每条所述触摸通道用于串接相应位置的所述感应子区域；所述控制方法包括：
5.实时检测每条所述触摸通道上的电容值的变化量，并根据所述电容值的变化量计算出手指触摸的位置坐标；
6.根据获取的多个连续点的位置坐标确定对应的移动轨迹，并根据所述移动轨迹确定对应的手势指令。
7.在一些实施例中，所述多个连续点的位置坐标的获取，包括：
8.在得到手指触摸的初始位置坐标后，每预设采样时间间隔获取一次手指所在的位置坐标，在获取到第一预设数量的点的位置坐标后，舍弃最初得到的位置坐标，并保留最新得到的位置坐标，以持续更新所述第一预设数量的位置坐标，直到手指离开所述触控区域时停止。
9.在一些实施例中，根据获取的多个连续点的位置坐标确定所述移动轨迹为圆形轨迹，包括：
10.从所述多个连续点的位置坐标中选取出横坐标和纵坐标各自的最大值和最小值；
11.利用所述横坐标和所述纵坐标各自的最大值和最小值分别计算在横坐标方向的第一半径、纵坐标方向的第二半径和圆心坐标；
12.判断所述第一半径和所述第二半径的差值是否在误差范围内，以及判断所述多个连续点中预设比例的点到所述圆心坐标的距离与所述第一半径或所述第二半径的差值是
否在误差范围内；
13.若均在误差范围内，则确定所述移动轨迹为圆形轨迹。
14.在一些实施例中，该触控面板控制方法还包括：
15.在确定所述移动轨迹为圆形轨迹时，根据所述多个连续点的位置坐标的生成时间顺序确定当前画圆手势的方向，所述画圆手势的方向包括顺时针方向和逆时针方向。
16.在一些实施例中，该触控面板控制方法还包括：
17.在确定所述移动轨迹为线性轨迹时，根据所述多个连续点的位置坐标的生成时间顺序确定当前滑动手势的方向，所述滑动手势的方向包括上滑、下滑、左滑和右滑方向。
18.在一些实施例中，该触控面板控制方法还包括：
19.从未检测到手指触摸时连续采样得到的多个电容值中选取第二预设数量的电容值进行均值处理，以得到对应的电容均值，将所述电容均值作为对应环境下更新的电容值。
20.在一些实施例中，所述手指触摸的检测，包括：
21.在检测到的连续第三预设数量的所述触摸通道上的电容值的变化量均达到第一门限阈值时，确定存在手指触摸操作，其中，所述第一门限阈值从触摸测试时的电容变化量的第一取值范围内选取；
22.在检测到的连续第四预设数量的所述触摸通道上的电容值的变化量均低于第二门限阈值时，确定所述手指触摸操作停止；其中，所述第二门限阈值从当前手指稳定触摸时的电容变化量的第二取值范围内选取。
23.在一些实施例中，所述第一取值范围为所述触摸测试时的电容变化量的30％
‑
80％。
24.在一些实施例中，所述第二取值范围为当前手指稳定触摸时的电容变化量的30％
‑
60％。
25.在一些实施例中，所述触控面板还设有均匀分布在所述触控区域的四周的多个指示灯，每个指示灯具有对应的指示区域；所述控制方法还包括：
26.根据计算出的手指触摸的位置坐标确定对应的指示区域，使所述指示区域对应的指示灯执行对应的点亮或熄灭操作。
27.在一些实施例中，所述触控面板的背面设有触控电路器件，正面设有覆铜层和位于所述覆铜层上方的绝缘层以形成所述触控区域；其中，所述覆铜层包括多个覆铜子块，且位于中心区域的覆铜子块呈菱形，所述菱形覆铜子块为所述呈菱形的感应子区域。
28.在一些实施例中，所述多条触摸通道包括相互垂直的第一方向触摸通道和第二方向触摸通道，所述第一方向触摸通道中的各个所述覆铜子块通过正面直接走线方式依次连接，所述第二方向触摸通道中的各个所述覆铜子块通过背面穿孔走线方式依次连接。
29.在一些实施例中，每个所述覆铜子块设置在所述第一方向触摸通道或所述第二方向触摸通道上；
30.所述第一方向触摸通道和所述第二方向触摸通道分别至少为5条。
31.本技术的实施例提供一种多媒体设备，包括触控面板，所述触控面板上设有一触控区域，所述触控区域下方包括多个呈菱形的感应子区域，并在沿菱形的对角方向上设置有相互垂直的多条触摸通道，每条所述触摸通道用于串接相应位置的所述子区域；
32.所述多媒体设备采用上述的触控面板控制方法进行手势检测，并根据检测到的相
应手势指令执行对应的多媒体操作。
33.在一些实施例中，所述多媒体设备为头戴式耳机、音箱或播放器。
34.本技术的实施例具有如下有益效果：
35.本技术实施例的触控面板设有一触控区域，其中，触控区域内设有多个呈菱形的感应子区域，且沿菱形两个对角方向上设置有相互垂直的多条触摸通道；在进行手势检测时，通过实时检测每条触摸通道上的电容值的变化量，并根据电容值的变化量计算出手指触摸的位置坐标；根据获取的多个连续点的位置坐标确定对应的移动轨迹，以进一步确定对应的手势指令。该方案在硬件的基础上结合软件控制，可以有效地解决现有的机械按键的误触控问题，还可以在不改变产品原有结构的基础上，实现更多的功能扩展等。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1示出了本技术实施例触控面板的第一结构示意图；
38.图2示出了本技术实施例触控面板的触摸通道上的覆铜子块连接的一种结构示意图；
39.图3示出了本技术实施例触控面板控制方法的第一流程示意图；
40.图4示出了本技术实施例触控面板的一种圆形触控区域的结构示意图；
41.图5示出了本技术实施例触控面板控制方法的第二流程示意图；
42.图6示出了本技术实施例触控面板控制方法的第三流程示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
44.通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.本技术实施例提出一种触控面板控制方法，可用于实现对包括该触控面板的多媒体产品的多种手势控制指令，不仅可以有效避免误触控操作，还可以极其方便地实现产品控制功能的扩展等。
46.请参照图1，示范性地，该触控面板采用pcb板制作而成，其背面设有相应的触控电路器件，其正面设有一触控区域。其中，该触控区域的下方设有多个呈菱形的感应子区域，并在沿菱形对角方向上设置有相互垂直的多条触摸通道，每条触摸通道用于串接相应位置的感应子区域。
47.本实施例中，该触控区域内在沿菱形的两个对角方向上设置有多条的第一方向触
摸通道和第二方向触摸通道，这两个方向的触摸通道相互垂直，每条串接有多个感应子区域的触摸通道均与背面设置的控制电路电连接。通过利用交叉设置的多条触摸通道，可以方便对该触控区域的用户触摸信号进行检测及定位。
48.对于上述触控区域，在一种实施方式中，触控面板的正面铺有覆铜层和位于该覆铜层上方的绝缘层，该覆铜层上方所对应的绝缘区域可形成上述的触控区域。其中，该绝缘层可以是具有一定厚度的绝缘盖板，例如，该绝缘盖板可为麦拉片或其他的具有一定厚度的绝缘模具，这里不作限定。
49.在一种实施方式中，覆铜层包括多个覆铜子块，示范性地，可通过在两个不同的方向上将该覆铜层进行均匀划分，从而得到多个覆铜子块，如图1所示，这些多个覆铜子块呈阵列排布，相邻的覆铜子块之间存在间隔，且位于中心区域的覆铜子块呈菱形，其中，呈菱形的覆铜子块即为上述的呈菱形的感应子区域；对于位于边缘区域的覆铜子块同样为对应的感应子区域，只是形状不为菱形。此外，在一种可选的实施方式中，可直接在水平和竖直方向这两个垂直方向上进行划分，使得位于中心区域的各个覆铜子块呈正方形，而各个正方形覆铜子块同样为呈正方形的感应子区域。
50.其中，上述设于pcb板背面的器件主要用于构成控制电路，具体可通过如贴片、直插等方式设置在pcb板上。在一些实施方式中，这些器件可包括但不限于包括相应的控制芯片、电阻、电容、指示器件等。
51.可以理解，当用户手指或导体接触该绝缘层上，即接触到触控区域时，触控区域下方对应位置的覆铜子块将产生电容变化，而该电容变化可以用于判断出触摸信号的位置。通过对覆铜层进行绝缘覆盖，可以削弱触摸产生的电容变化量，避免人体手指或导体直接接触到覆铜层而发生很大的电容变化，不利于信号分析检测。
52.以上述的划分有多个覆铜子块的结构来说明，两个不同方向的触摸通道的各个覆铜子块的连接方式不同，其中，一个是正面直接走线，另一个是背面穿孔走线。例如，在一种实施方式中，第一方向触摸通道中的各个覆铜子块通过正面直接走线方式依次连接，而对于第二方向触摸通道中的各个覆铜子块，可通过背面穿孔的方式依次连接，反之亦可，从而保证两个不同方向的触摸通道不会出现短路。
53.如图2所示，对于第一方向触摸通道的多个覆铜子块，可在呈菱形的覆铜子块的对角位置与相邻覆铜子块的对角位置进行直接连接，而对于第二方向触摸通道，则可在背面的对角位置处通过设置过孔以将相邻两个覆铜子块串接起来。值得注意的是，每个覆铜子块设置在第一方向触摸通道或第二方向触摸通道上，即一个覆铜子块只会经过一条触摸通道。
54.关于该第一方向触摸通道和第二方向触摸通道的数量，主要取决于触控区域的面积大小。例如，当触控区域的面积较小时，可设置更少的检测通道；当触控区域的面积较大时，则可适应性设置更多的检测通道等。另外，在设置的通道数量相对较少的情况下，考虑到其分辨率可能较低，则可进一步结合软件控制来提高触摸检测的效果。
55.以一些便携式的多媒体设备为例，考虑到通常的触摸区域的大小及分辨率，第一方向和第二方向上的触摸通道数量可设置为至少5条，例如，可为5条、7条、10条等。进一步地，第一方向触摸通道和第二方向触摸通道的数量可相等，也可以不等，具体根据实际需求来设置。
56.结合上述设计的触控面板，下面对该触控面板的控制方法进行说明。
57.本实施例中，在手指没触摸触控面板之前，触摸通道实时检测的是外界环境的电容值，而当手指触摸之后，检测到的电容值要减去外界环境的电容值，得到的则为手指触摸的电容变化量。以具体的手势检测过程为例，如图3所示，示范性地，该触摸控制面板控制方法包括：
58.步骤s110，实时检测每条触摸通道上的电容值的变化量，并根据所述电容值的变化量计算出手指触摸的位置坐标。
59.示范性地，控制电路按照每预设采样时间间隔依次扫描各个触摸通道并检测各通道上的电容值变化量，以用于判断是否出现触摸；进而在判断出现触摸时，根据该电容值的变化量按照形心算法计算原理来计算手指触摸时的比重，从而得到手指接触触控面板的中心在哪两个方向的通道之间以及具体在什么位置。
60.如图4所示，若一圆形触控区域内设置了7条第一方向触摸通道和7条第二方向触摸通道，即通过相互垂直设置的14条触摸通道来进行触摸信号检测。可以理解，在中心区域内，两个方向的相邻两条触摸通道所围成的区域内包含了四个覆铜子块各自的一小部分，当用户手指触摸在该所围成的区域内，可利用上述的形心算法来计算手指中心的具体位置。
61.例如，对各个方向上的通道进行编号如0、1、2、3、4、5、6，若根据电容值变化量检测到手指触摸信号出现在x＝2.34/6，y＝3.4/6，然后乘以触控区域的分辨率来量化数值以得到一个整数坐标，若分辨率为(1920，1080)，此时可得到整数坐标(x，y)＝(641，524)。对于其他的点，按照类似的方式来计算得到对应的整数位置坐标。
62.步骤s120，根据获取的多个连续点的位置坐标确定对应的移动轨迹，并根据所述移动轨迹确定对应的手势指令。
63.示范性地，对于上述的多个连续点的位置坐标的获取，包括：在得到手指触摸的初始位置坐标后，每预设采样时间间隔获取一次手指所在的位置坐标，在获取到第一预设数量的点的位置坐标后，舍弃最初得到的位置坐标，并保留最新得到的位置坐标，以持续更新该预设数量的位置坐标，直到手指离开触控区域时停止。例如，若预设数量为30，当依次获取到30个点后，每获取1个点，则丢弃一个最早获取的点，以保证始终获取的是30个点。
64.应当理解，设置连续的点的数量可以更好地确定用于轨迹计算的数据量，保证响应效率。以及，通过持续更新这些触摸点的坐标，可以保证获取到最新的手势指令，体现交互的实时性。可选地，若还未获取到上述预设数量的点之前，手指离开了触控区域，则只需根据已获取的这些点来判定当前的移动轨迹。
65.值得注意的是，为了防止出现误触摸操作，本实施例中的手势指令主要采用连续性的触控操作而非单击触控操作，例如，可以是滑动手势、画圆手势，当然也可以设置连续点击触控操作等，这样可以有效地解决现有的机械按键的误触控问题。进一步地，该滑动手势或画圆手势又具体可区分其滑动的方向，即对于不同方向的滑动手势或画圆手势可以用于实现不同的指令操作，以便在不增加或不改变现有产品的结构的基础上，实现更多的功能指令扩展等。
66.在一种实施方式中，如图5所示，上述的对手指触摸的检测，可包括：
67.子步骤s111，在检测到的连续第二预设数量的触摸通道上的电容值的变化量均达
到第一门限阈值时，确定存在手指触摸操作。
68.由于绝缘层的厚度不同时所产生的变化量也会不一样，其中，该第一门限阈值可从对触控面板的多次触摸测试时的电容变化量的第一取值范围内选取，例如，可从触摸测试时的电容变化量的30％
‑
80％等范围内选取一个值作为触发触摸操作的初始门限阈值。
69.为了提高判断准确率，可通过检测到连续多个电容值的变化量是否均满足上述的触发条件，以此来判断是否存在手指触摸操作，例如，该第二预设数量可为连续采样的2
‑
4个电容值等，具体可根据实际场景来调整。
70.子步骤s112，在检测到的连续第三预设数量的触摸通道上的电容值的变化量均低于第二门限阈值时，确定该手指触摸操作停止。
71.其中，该第二门限阈值可从当前手指稳定触摸时的电容变化量的第二取值范围内选取，例如，可从当前手指稳定触摸时的电容变化量的30％
‑
60％等范围内选取一个值作为松开对触控面板的触摸操作的门限阈值。例如，该第三预设数量可为连续采样的2
‑
4个电容值等，具体可根据实际场景来调整。而上述的手指稳定触摸可通过连续的几次(如2
‑
3次等)电容变化量的差异均在允许的误差范围内来判断当前触摸操作已稳定。
72.考虑到不同人的手指摸上去所产生的变化量不同，例如，有的人触摸操作所引起的电容变化量小，而有的触摸操作所引起的电容变化量较大，可以理解，通过利用当前手指稳定触摸时的电容变化量来对每次的触摸操作进行松开判定，这样充分考虑到当不同的人触摸操作时所带来的电容变化量存在差异的问题，可以保证不同人的触摸手感一致，也更加灵活，更贴合实际使用情况。
73.此外，考虑到外界环境发生变化时同样可能会带来电容值的变化，通常在较小的范围变化内，为了保证该触控面板对触摸检测的准确性，进一步地，在触摸通道没有被触发时，可实时监测外部环境所带来的电容值变化，并每间隔一段时间更新一下外界环境的电容值。
74.由于触控面板每预设采样时间间隔都会采样得到对应的电容值，示范性地，可从未检测到手指触摸时连续采样的多个电容值中选取出第四预设数量的电容值进行均值处理，以得到对应的电容均值，然后将该对应的电容均值作为对应时刻下环境更新的电容值。
75.可以理解，可每隔几个电容值选取一个，在选取出若干个电容值后进行上述的均值运算。上述的更新时间与该第四预设数量的大小以及间隔几个电容值的选取有关。例如，若预设的采样时间间隔为8ms，每2个电容值选取一次，然后将连续选取出的4个电容值来进行均值计算以得到对应时刻的环境下的电容值，此时外界环境的电容值更新时间间隔即为64ms。当然，选取越多，则表明更新的时间间隔更长。可以理解，通过软件层面的环境值更新处理，可在一定程度上降低因温度变化给触摸通道上的电容所带来的影响，从而提高检测准确率等。
76.基于上述的移动轨迹识别操作，在一种可选的方案中，上述的触控面板控制方法还包括：
77.在确定上述的移动轨迹为线性轨迹时，可根据所述多个连续点的位置坐标的生成时间顺序确定当前滑动手势的方向。其中，滑动手势的方向包括上滑、下滑、左滑和右滑等不同方向。
78.可以理解，关于滑动方向的区分，上下左右移动过程可以根据移动轨迹的起始坐
标到结束坐标的位移向量的方向来判断。例如，若手指向左移动了280个坐标点，且向上移动了20个坐标点，然后拿开手指，位移向量计做(
‑
280，20)，那么可以认为是向左滑动动作；其他方向同理。
79.又例如，在确定上述的移动轨迹为圆形轨迹时，可根据所述多个连续点的位置坐标的生成时间顺序确定当前画圆手势的方向。其中，画圆手势的方向包括顺时针方向和逆时针方向。
80.可以理解，画圆过程是需要记录较多数量的点的坐标，可预先设置一个数值以对该点的数量选取进行限定；然后来判断其移动轨迹是否符合圆的形状，以及根据滑动轨迹的时间先后可以确定是顺时针画圆还是逆时针画圆等。
81.下面以移动轨迹为圆形轨迹为例，示范性地，如图6所示，对上述步骤s 120，根据获取的多个连续点的位置坐标确定对应移动轨迹为圆形轨迹，包括：
82.子步骤s210，从获取的多个连续点的位置坐标中选取出横坐标和纵坐标各自的最大值和最小值。
83.子步骤s220，利用横坐标和纵坐标各自的最大值和最小值分别计算在横坐标方向的第一半径、纵坐标方向的第二半径以及圆心坐标。
84.按照圆形的圆心与半径之间的关系，示范性地，对于获取到的多个连续点的位置坐标，可从中选取出横坐标(记为x轴)和纵坐标(记为y轴)中的各自的最大值和最小值，然后利用该x轴上的最大值和最小值之差再除以2，得到x轴方向的第一半径，以及利用该x轴上的最大值和最小值之和再除以2，得到圆心的横坐标。同理，可计算得到y轴方向上的第二半径和圆心的纵坐标。
85.子步骤s230，判断第一半径和第二半径的差值是否在误差范围内，以及预设比例的点到该圆心坐标的距离与第一半径或第二半径的差值是否在误差范围内。
86.子步骤s240，若在误差范围内，则确定该移动轨迹为圆形轨迹。
87.理想的圆形中，x轴和y轴计算出来的半径应该相同，但用户在实际画圆时是很难做到的，因此将设置一个允许的误差范围。本实施例中，通过判断两个方向上的半径的差值是否在误差范围内，以初步判断是否符合圆形，同时利用圆的各个点到圆心距离是相等的特点，可判断出该移动轨迹是否为圆形轨迹。
88.在一种实施方式中，以第一半径和第二半径为参考，通过判断一定比例的各个点到圆心坐标的距离是否在参考上下浮动，即这些点到圆心的距离是否在误差范围内，若是，则确定为圆形轨迹，即步骤s240。若不是，则确定不为圆形轨迹，并放弃获取到的这些数量。
89.其中，上述的预设比例可以是100％，也可以是小于100％的值，如85％，90％等，考虑到一些情况下可能会出现若干个不符合距离要求的点，为了不影响对整体形状的判断，这里可以计算大部分的点是否符合要求，以避免出现对于不标准的圆形轨迹无法识别出来的问题。
90.作为另一种实施方式中，该触控面板的正面还设有均匀分布在触控区域的四周的多个指示灯，每个指示灯具有对应的指示区域，如图4所示。在一种实施方式中，该多个指示灯可为至少四个，例如，可为8个、12个、16个等，在此并不作限定。
91.进而，在用户触摸过程中，该控制方法还包括：根据计算出的手指触摸的位置坐标确定对应的指示区域，使所述指示区域对应的指示灯执行对应的点亮或熄灭操作。通过灯
光指示，可以给用户带来直观的视觉体验，从而增加交互趣味性等。
92.此外，本实施例的触控面板的触控电路还支持多串口协议，例如，可包括但不限于支持uart、spi、i2c等总线中的一种或多种。在实际使用中，将该触控面板设置在如耳机、音箱等设备中时，可通过检测设备的信号，然后启动上述的这些内部接口模块，循环对接，成功接收设备信号后即对通讯接口进行锁定，以达到自动识别协议通讯目的。
93.进一步可选地，考虑到当温度变化时，触摸通道的电容量会发生一定幅度的变化，该触控电路可采用温度校准模块来进行温度补偿，这样可以在一定程度上抑制温度变化给触摸通道的电容变化带来的影响。
94.本技术实施例还提出一种多媒体设备，例如，可以是便捷式的多媒体设备，具体如头戴式耳机、蓝牙音箱或触控式播放器等。示范性地，该多媒体设备采用了上述实施例中描述的触控面板，在操作该多媒体设备时，该多媒体设备可以采用上述实施例中描述的触控面板控制方法进行手势检测，并根据检测到的相应手势指令执行对应的多媒体操作等。其中，不同的手势可对应于不同的控制指令，例如，该多媒体操作可包括但不限于包括音量调节、切歌、暂停、播放等。
95.可以理解，上述实施例中的关于触控面板的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。
96.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。