[发明专利]一种用于多点触摸屏的防触和误认证按钮

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过在多点触摸屏上增设附加按钮，来防止具备触摸屏的智能设备，运行或实施不应被误触发的特殊程序或特殊功能。

背景技术

因操作方便等原因，当前触摸屏已经成为绝大多数智能设备或智能终端最主要的I/O接口。然而因为触摸屏本身的技术特点，其输入便利性与误触问题呈正比例增加。而在很多场合，如数控制造加工设备、医疗仪器及其他与安全相关的机械设备需要严格的防误触设计。此外，在对智能设备所储存的重要数据文件和涉及个人隐私或财产安全的数据文件进行访问认证时，便利性和安全性也会产生严重的对立。

举例来说，用一块触摸屏代替大量的数字和功能输入的实体按钮，可以极大简化数控生产加工设备的控制和自定义编程输入复杂度。通过在不同可变的操作模式下提供不同的虚拟按钮，可实现对加工过程的精确启停控制和中途再编程操作。然而如果用触摸屏上的虚拟按钮替代传统的设备“紧急停机”等特殊按钮，就很可能造成误触而造成大量生产事故。一个可能的解决办法是在控制系统中设定操作者接触到虚拟的紧急停机按钮时弹出确认对话框进行二次确认，然而这大幅度降低了紧急停机按钮的功能响应速度。同理，用触摸屏替代大部分车辆辅助功能的实体按钮或旋钮是当前新型车辆尤其是纯电动车辆的发展方向。然而在驾驶过程中因为触摸屏缺乏触觉定位反馈，在驾驶时将视线从前挡风玻璃转移到汽车中控区域的触摸屏寻找虚拟按键时，或将视线集中于前挡风玻璃而胡乱点击汽车辅助功能屏幕时——如因为误触错误按钮而错误地切换灯光模式——都很容易造成交通事故。关键功能按键防误触能力的缺陷，使得触摸屏的虚拟按键只能用于一些误触时后果不严重，或对功能控制的响应速度要求不高的场合。

又比如说，在智能移动设备上访问一些涉及个人隐私或财产安全的程序或数据文件或文件夹时，当前常使用触摸手势(如九宫格解锁)确认或要求输入密码确认来确认当前操作者是否具备操作权限，这实际上是通过降低操作的便利性来提高安全性的解决方法，且仍然有被第三方通过盗摄或偷窥窃取解密手势或密码的风险。而通过硬件实现的指纹身份识别则有增加额外成本并增加误判可能，以及需要事先录入指纹，导致转移权限的便利性不足的问题，还存在活体识别问题。一个典型的例子是，家庭公用和偶尔可能需要出借或需要使用酒后代驾服务的汽车，其发动机锁止功能的用户权限甄别就不宜用指纹识别来实现。

部分厂家注意到了在灵敏度较高的电容屏上虚拟按键因无法辨别用户的误触操作，以及无法通过触觉反馈减少误触的问题。申请号为201210477444.5的专利《扩展键盘、电子装置及键盘扩展系统》披露了一种利用当前基于互电容结构的主流多点触摸屏，其原理是在支持多点触摸的触摸屏上布置若干个附加的实体按钮，不同的按钮之间通过触摸屏计算单个按钮 底部的导电触点数量进行相互区分。然而可消除“鬼点”(单点触摸定位技术中进行多点触摸操作，在坐标统计中无法确定是否为实际触点的虚假位置点)的多点触摸屏需要通过依次高频扫描触摸屏上各个电极的电信号状态实现多点触摸功能。当进一步提高电极数量时，会以电极横竖两个方向上的数据线数量来提高全屏扫描次数，这会造成功耗的快速提高，和控制系统的计算性能要求的快速提高。如基于主流的Multi-Tounch All-Point技术的多点触摸屏，假设一块触摸屏有20根行线、30根列线组成触摸识别数据线，如果只需要实现单点触摸，在单次触摸的有效识别时间内——如全屏扫描50帧的触摸屏，单次扫描的时间只有20ms——，只需要分别检测横竖坐标上单一数据线的电信号，只需对屏幕扫描20+30＝50次。而需要实现多点触摸时，为消除“鬼点”，需要同时检测每根数据线的交点，将扫描次数增加到20×300＝600次。此时，多点触摸屏往往需要配备高性能控制芯片进行协处理，以防占用过多智能设备的系统资源。也正是由于功耗和计算能力的限制，当前主流的多点触摸屏(如7寸以下的触摸屏)一般只支持同时识别5点触摸检测，高端方案才能支持10点触摸。因此，基于检测按键出触摸屏接触的导电触点数量差异的多个按键间进行区别的技术，当按键数量和相互组合的数量稍多，以及单个按键上触点数量较多时，因为触摸屏，尤其是常见的SITO结构互电容触摸屏本身的电源噪声等干扰问题，就需要配备检测精度很高的，具备同时能在较小面积内检测大量独立触摸点的高成本触摸屏方案，这显著降低了该技术的实用性。也就是说，单纯依靠检测触摸点数量区别来判断输入按键的技术，对触摸屏的性能要求过高。