包括并排设置的两个触摸面板的触摸屏系统的制作方法

1.本发明涉及包括并排设置的两个触摸面板的触摸屏系统。


背景技术：

2.本发明的领域涉及飞机驾驶舱中的大屏幕触摸屏或“大屏幕”的运行。 当前的触摸技术不可能制造大于15英寸对角线的触摸面板。为了克服这一 问题，将两个触摸面板并排放置。每个面板由电子板管理。
3.这样的架构伴随着以下限制。触摸界面必须是唯一的：使用触摸数据 的计算机只参见一个单个传感器；手指从一个面板到另一个面板的过渡对 于用户必须是透明的。此外，循环时间取决于所执行的处理，尤其取决于 触摸界面上的手指的数量，两个板的循环时间是不同的。
4.未来的客机需要宽屏幕来显示正确的飞行进程所需的各项信息。为了 减少控制和按钮的数量，这些屏幕是触摸屏。
5.目的在于解决使屏幕具有至少15”的尺寸的问题。所使用的触摸面板技 术通常为ito，其代表“铟锡氧化物”。然而，这种技术受到电极尺寸的限 制并因而受到电极的电阻值的限制：对于菱形网格而言最大为355mm。常 规地，其对应于15”的屏幕尺寸。此外，为了解决大于15”的屏幕的问题， 被称为“有效区域”的两个触摸面板或触摸板dt1、dt2被并排放置并且 具有边界f，边界f对应于它们的边对边放置的侧边的接合部。为了控制这 些两个触摸面板dt1、dt2，使用两个电子管理板cg1、cg2或“触摸屏 板”，如图1中所示。
6.必须符合以下约束：
7.‑
界面与用于单个触摸面板的情况相同，即，使用触摸数据的计算机必须 只参见一个单个传感器；
8.‑
从一个触摸面板到另一个触摸面板的过渡对于用户必须是透明的；
9.‑
管理两个触摸面板的异步，因为循环时间根据与面板接触的手指的数量 和操作模式(调适、操作)而变化。
10.图2中示出了用于检测触摸面板上的触摸的常规系统。
11.这一系统开始于生成触摸面板的单元的电容变化的采集表ta。之后存 在通过常规算法的对接触的检测和对接触的追踪。例如，接触的检测使用 在由r.fisher和d.k.naidu、image technology在1996年发表的文献“a comparison of algorithms for subpixel peak detection”的pp.385
‑
404中描述的 算法。例如，接触的追踪使用在由elie moussy、alhayat ali mekonnen、 guilhem marion和fr
é
d
é
ric lerasle发表的文献“a comparative view onexemplar tracking
‑
by
‑
detection approaches”中描述的算法。最后，对接触 追踪数据执行后处理，其包括例如平滑滤波器的应用。在系统的输出处传 递估算的接触位置。
12.因此，有必要针对两个并置的触摸面板的使用对这一检测系统进行调 适。对系统的此类调适是已知的，如文献fr3072803 a1和us 2015/0185935 中所提及的。
13.图3是两个并置的矩形矩阵式触摸面板dt1、dt2的示意性表示，其 包括两个触摸面板dt1、dt2之间的边界f，每个触摸面板连接至相应的 触摸屏板cg1、cg2。两个触摸面板dt1、dt2和两个触摸屏板cg1、cg2 分别被配置成主/从配置，标号1涉及主部件，并且标号2涉及从部件。
14.数据通信链路lc允许将数据从从板cg2传输至主板cg1。在图3中 所示的这一架构中，触摸屏板cg1、cg2执行所有处理，如图4中所示。
15.每个主板cg1和从板cg2分别为它的相关联的触摸面板dt1、dt2 执行其相关联的触摸面板的单元的电容变化的采集表ta1、ta2的生成。 之后，每个主板cg1和从板cg2分别为它的相关联的触摸面板dt1、dt2 执行接触的检测和接触的追踪。
16.从板cg2将其结果发送至主板cg1，主板cg1单独执行由两个板cg1、 cg2生成的数据的合并并且再次执行对该数据的追踪，从而向每个检测到 的接触分配唯一标识符。
17.最后，主板cg1单独执行合并和追踪的数据的后处理，包括例如应用 平滑滤波器。之后，在主板cg1的输出处传递估算的接触位置。
18.在两个触摸面板dt1、dt2的接合部或边界f处，主板cg1管理边界 或毗邻区域，该区域对应于相距边界的一距离，所述距离作为单元的数量 低于阈值。其尺寸是边界f的每一侧上的几厘米宽。在这一区域中，主板 cg1合并在两侧上即在两个触摸面板(主触摸面板dt1和从触摸面板dt2) 上发现的接触检测。
19.这一实施例使用合并和追踪处理，从而合并并且追踪由两个板(即主 板cg1和从板cg2)完成的检测。
20.使用具有三个触摸屏板cg1、cg2和cg3的实施例也是已知的，例如 如图5中所示。
21.两个矩形矩阵式触摸面板dt1、dt2被并置并且包括两个触摸面板 dt1、dt2之间的边界f。每个触摸面板dt1、dt2连接至相应的触摸屏板 cg1、cg2。两个触摸屏板cg1、cg2均连接至第三触摸屏板cg3。三个 触摸屏板cg1、cg2、cg3被配置成主/从配置，第三板cg3为主，并且其 他两个板cg1、cg2为从。
22.两个数据通信链路lc允许将数据从第一和第二从板cg1、cg2传输 至第三主板cg3。
23.在图5中所示的这一架构中，三个触摸屏板cg1、cg2、cg3执行所 有处理，如图6中所示。
24.每个主板cg1和从板cg2分别为它的相关联的触摸面板dt1、dt2 执行其相关联的触摸面板的单元的电容变化的采集表ta1、ta2的生成。 之后，每个主板cg1和从板cg2分别为它的相关联的触摸面板dt1、dt2 执行接触的检测和接触的追踪。
25.每个从板cg1、cg2将其结果发送至主板cg3，主板cg3单独执行由 两个从板cg1、cg2生成的数据的合并并且再次执行对该数据的追踪，从 而向每个检测到的接触分配唯一标识符。
26.最后，主板cg3单独执行合并和追踪的数据的后处理，包括例如应用 平滑滤波器。之后，在主板cg3的输出处传递估算的接触位置。
27.在两个触摸面板dt1、dt2的接合部或边界f处，主板cg3管理边界 或毗邻区域，该区域对应于相距边界的一距离，所述距离作为单元的数量 低于阈值。其尺寸是边界f的每一侧上的几厘米宽。在这一区域中，主板 cg3合并在两侧(即在两个触摸面板dt1、dt2上)上
发现的触摸检测。
28.这些使用边界区域的已知实施例具有缺陷。
29.实际上，在边界区域中，接触位置的估算并不是非常准确的，因为接 触位置是通过考虑其相邻单元而推测出的。然而，在接近边界f的边界区 域中，与接触的单元相邻的单元可能位于接触的触摸面板之外的触摸面板 上。接触位置的检测可能因此而出错，如图7中所示。
30.图7表示手指跨两个触摸面板dt1、dt2的接合部或边界f移动。l1 和l2表示估算的接触位置，它们是通过每个板cg1、cg2的处理执行的。
31.定位错误是明显的。所提及的现有方法包括合并这些有瑕疵的检测， 以根据它们仅生成一个检测。因此，所获得的检测也是有瑕疵的。
32.此外，现有实施例在边界区域中使用合并，并且，如图7中所示，所 估算的检测存在显著的差距。这一特征等同于两根靠近的手指的特征。合 并处理不能将同一根手指在两个面板上可见的情况与两根靠近的手指的情 况区分开。因此，可能对两根靠近的手指进行合并，然而不应该这么做。
33.此外，这些现有的解决方案使用补充处理。图4和图6示出了涉及存 储器消耗和额外计算时间的三种追踪处理的使用。


技术实现要素：

34.本发明的目的在于克服上文提及的问题。
35.因而，这里根据本发明的一个方面提出了触摸屏系统，该系统包括两 个并置的被分解成单元的矩形矩阵式触摸面板，该系统包括两个触摸面板 之间的边界，每个触摸面板连接至相应的触摸屏板，并且还包括所述板之 间的数据通信链路，两个板和两个触摸面板分别被配置成主/从配置，其中：
36.‑
主板和从板被配置为生成和交换它们相应的主面板和从面板的每个单元的 电容变化的相应采集表；
37.‑
主板和从板分别被配置为基于在面板上检测到的接触的中央单元的数据以 及来自围绕中央单元的至少四个单元的数据来估算接触的检测的相应位 置，在中央单元位于边界的边缘上时，至少四个单元中的至少一个属于另 一面板；
38.‑
从板(cg2)被配置为将接触的检测的估算位置(det2)传输至主板(cg1)；
39.‑
主板被配置为合并并且追踪所检测到的接触的位置；并且
40.‑
主板被配置为对所检测到的和追踪的接触的合并位置施加滤波后处理。
41.这样的系统使得以所使用的存储器和计算时间方面的低成本显著改善 估算接触的准确度成为了可能。
42.在一个实施例中，主板和从板被配置为交换它们相应的操作状态。
43.因而，主板能够生成两个触摸面板的总体状态。
44.在一个实施例中，主板和从板被配置为在它们生成其相应的采集表的 同时执行触摸面板的区域中的接触的预检测，该区域包括边界并且与该边 界相距一距离，所述距离作为单元的数量低于阈值，并且主板和从板被配 置为在该区域中没有接触的情况下使主板和从板之间的相应采集表的交换 无效。只使采集表ta1、ta2的交换无效，因为如果没有
接触，则没有传 输的位置(即，没有检测到的接触的交换)。
45.因而，在边界区域中没有检测到接触的情况下，数据传送时间被限制， 这尤其是因为数据交换被限制。
46.根据一个实施例，接触是手指触摸或者水滴的存在。
47.在一个实施例中，板的状态包括：
48.‑
表示板是否具有主功能的参数；和/或
49.‑
表示接收到未知用户命令的参数；和/或
50.‑
表示超过阈值的噪声的参数；和/或
51.‑
表示检测到超过阈值的接触数量的参数；和/或
52.‑
表示进程中的测试的参数；和/或
53.‑
表示相应的触摸面板的待机时的触摸功能的参数；和/或
54.‑
表示相应的触摸面板没有功能故障的参数；和/或
55.‑
表示检测到的错误的错误代码；和/或
56.‑
由用户发送的可能的命令。
57.这样的状态使得向用户返回在两个板上确定的任何异常成为了可能。
58.在一个实施例中，主板和从板被配置为通过状态变化或者通过软件或 硬件事件而被同步。
59.该同步确保了两个板中的每个上的电容变化的采集表的同时生成。在 边界区域中，这一特征有助于合并和追踪处理。实际上，这一处理不再需 要考虑两次采集之间的接触移动来执行合并，这使得通过限制对来自另一 根手指的接触进行合并的风险来改善合并成为了可能。
60.例如，主板和从板被配置为通过使用信令的握手(handshaking)而被 同步。
61.通过信令(或者“握手”)的同步避免了停滞时间，因为不需要时间裕 量。该方案不需要固定的循环时间。最后，该方案是鲁棒性的，因为两个 板在继续进行之前必须等待彼此。
附图说明
62.通过研究作为示例描述的几个实施例，本发明将得到更好的理解，这 些实施例绝非是限制性的，并且是参考附图给出的，在附图中：
63.图1是根据现有技术的包括两个并置的矩形矩阵式触摸面板的触摸屏 系统的示意图；
64.图2是根据现有技术的由如图1中所示的系统的触摸屏的每个触摸屏 板执行的处理的示意图；
65.图3是根据现有技术的包括被配置成主/从配置的两个并置的矩形矩阵 式触摸面板的触摸屏系统的示意图；
66.图4是根据现有技术的由如图3中所示的系统的两个触摸屏板执行的 处理的示意图；
67.图5是根据现有技术的包括被配置成主/从配置的两个并置的矩形矩阵 式触摸面板的触摸屏系统的示意图；
68.图6是根据现有技术的由如图5中所示的系统的三个触摸屏板执行的 处理的示意图；
69.图7是根据现有技术的由前述附图中所示的实施例得到的接触的估算 结果的示意图；
70.图8是根据本发明的一个方面的包括被配置成主/从配置的两个并置的 矩形矩阵式触摸面板的触摸屏系统的示意图；
71.图9a是根据本发明的一个方面的由如图8中所示的系统的触摸屏的触 摸屏板执行的处理的示意图；
72.图9b是根据本发明的一个方面的由如图8中所示的系统的触摸屏的两 个触摸屏板执行的处理的示意图；
73.图10是根据本发明的一个方面的在边界区域中的单元的细节的示意 图；
74.图11是根据本发明的一个方面的由前述附图中所示的实施例得到的接 触的估算结果的示意图；
75.图12是根据本发明的一个方面的主触摸屏板和从触摸屏板的使用信号 的同步的示意图。
76.在所有附图中，具有等同附图标记的部件是类似的。
具体实施方式
77.图8示出了根据本发明的一个方面的包括两个并置的矩形矩阵式触摸 面板dt1、dt2(被分解成单元)并且包括两个触摸面板之间的边界f的 触摸屏系统。
78.每个触摸面板dt1、dt2连接至相应的触摸屏板cg1、cg2，并且板 cg1、cg2之间的数据通信链路lc允许它们交换数据。
79.两个板cg1、cg2和两个触摸面板dt1、dt2分别被配置成主/从配置。
80.图9a示出了根据本发明的一个方面的系统的操作。
81.主板cg1和从板cg2被配置为生成和交换它们相应的触摸面板dt1、 dt2的每个单元的电容变化的相应采集表ta1、ta2。
82.主板cg1和从板cg2分别被配置为基于在面板上检测到的接触的中央 单元cc的数据以及围绕中央单元cc的至少四个单元c1、c2、c3、c4 的数据来估算接触的检测的相应位置det1、det2，在中央单元(cc)设置 在边界(f)的边缘上时，至少四个单元中的至少一个属于另一面板(dt2、 dt1)，如图10中所示。
83.从板(cg2)被配置为将接触检测的估算位置(det2)传输至主板(cg1)。
84.接触可以是手指触摸或者水滴的存在。
85.主板cg1被配置为合并并且追踪检测到的接触的位置，并且对所检测 到的和追踪的接触的合并位置应用滤波后处理。
86.如图9b中所示，根据本发明的一个方面的系统可以可选地包括下面的 两个可选技术特征中的一个或两个。
87.主板cg1和从板cg2被配置为交换它们相应的操作状态sf1、sf2， 和/或通过使用信号的握手而被同步。
88.触摸面板dt1、dt2的触摸屏板cg1、cg2的操作状态对应于触摸面 板的操作参数的
值，所述值由与触摸面板相关联的触摸屏板生成。
89.触摸屏板的状态可以包括：
90.‑
表示板是否具有主功能的master参数；和/或
91.‑
表示接收到未知命令的request_error参数；和/或
92.‑
表示检测到超过阈值的接触数量的touch_too_high参数；和/或
93.‑
表示进程中的测试的test_in_progress参数；和/或
94.‑
表示相应的触摸面板的待机时的触摸功能的idle参数；和/或
95.‑
表示相应的触摸面板没有操作缺陷的smooth_running参数；和/或
96.‑
表示检测到的错误的code_error错误代码；和/或
97.‑
由用户发送的可能的order命令。
98.所要执行的主cg1和从cg2之间的相应交换是对触摸面板dt1、dt2 的电容变化(“diff data”)的相应采集表ta1、ta2的交换。这一交换是准 确地计算接触检测的位置所必需的。电容式检测包括产生由导电行和导电 列组成的检测矩阵或采集表，所述导电行和导电列是按照某种方式布置的， 以检测因用户的手指或者任何其他导电选择物体的接近而引发的局部电容 变化。测量每个单元中的电容变化。之后，考虑中央单元cc和至少四个周 围单元c1、c2、c3、c4来估算位置，如图10中所示。然而，在两个触摸 面板的接合部f处，计算触摸面板的中央单元cc的位置所需的单元可能位 于另一个触摸面板上。
99.因而，每个板cg1、cg2可以以改善的准确度估算边界区域中的接触 检测，因为其还了解另一个板的采集表，并因此了解围绕中央单元并且属 于连接至另一触摸屏板的触摸面板的单元的电容变化数据。
100.该交换，或者说将由从板cg2检测到的接触det2从从板cg2传送至 主板cg1允许主板cg1在合并了由两个板估算的接触检测之后仅执行一项 追踪，这得益于采集表ta1、ta2的交换。
101.主板cg1和从板cg2之间的板cg1和cg2的操作状态的相应交换使 得为用户提供两个板的总体状态成为了可能。
102.主板cg1和从板cg2之间的同步数据的相应交换使得通过使用信号的 握手来对主板cg1和从板cg2同步成为了可能，这又使得同时生成采集表 成为了可能。这样做的优点在于简化了边界区域中的合并的工作。实际上， 将不考虑边界区域中的两次采集之间的接触移动。
103.图11示出了在主板cg1和从板cg2之间交换相应的触摸面板dt1、 dt2的电容变化的相应采集表ta1、ta2之后的边界区域中的每个板的接 触检测的准确度的改善。该准确度与图7中所示的在没有这一交换的情况 下的准确度相比明显改善。
104.主板cg1和从板cg2可以被配置为在它们的相应采集表ta1、ta2 的生成期间执行对边界区域(即，触摸面板的包括边界f并且与边界相距 一距离，所述距离作为单元的数量低于阈值)中的接触的预检测，并且被 配置为在这一区域中没有接触的情况下使主板cg1和从板cg2之间的相应 采集表ta1、ta2的交换无效。因而，在边界区域中没有检测到接触的情 况下，避免这些数据处理和交换，由此限制计算时间和所需存储器。
105.图12中详细示出了第四交换，其表示提供同步鲁棒性的使用信号的握 手的示例。