[發(fā)明專利]高靈敏度數字系統(tǒng)的電容觸摸面板裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980122825.8
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN102150109A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 安榮秀
• 申請（專利權）人: 安榮秀
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/044
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

技術領域

本公開涉及一種高靈敏度數字電容觸摸面板裝置，更具體地，涉及一種輕的、緊湊的且高靈敏度的數字電容觸摸面板裝置，其可以在不增加輸入/輸出信號傳輸線電極的數量的情況下應用于大規(guī)模觸摸面板，并且能夠在應用于相同尺寸的觸摸面板時精確地檢測觸摸點的坐標，由此通過減少包括相同數量的主位置傳感器電極的觸摸面板中的輸入/輸出信號傳輸線電極的數量來節(jié)省觸摸面板中的空間。

背景技術

隨著圖形用戶接口(GUI)系統(tǒng)的開發(fā)和不斷普及，具有簡單的輸入結構的觸摸面板得到了廣泛使用。觸摸面板包括電阻膜型、電容型、光學傳感器型、超聲波型、電磁型、矢量力型等。

這些觸摸面板具有各種缺點，不適合于某些應用。

當插入在兩個基板之間的導電透明膜被觸摸時，電阻膜觸摸面板感測到觸摸。電阻膜觸摸面板與任何其它的觸摸面板相比可能更容易實現，并且具有高性能。然而，電阻膜觸摸面板具有低的機械強度和耐候性。

當光學輸出元件和光學輸入元件之間的光學路徑被阻隔時，光學傳感器觸摸面板操作用于檢測位置。然而，光學傳感器觸摸面板受到光的影響。

當聲波生成元件和聲波接收元件之間的聲波路徑被阻隔時，超聲波觸摸面板操作用于檢測位置。然而，超聲波觸摸面板易受噪聲影響。

電磁觸摸面板基于法拉第感應定律，并且操作用于通過計算在坐標位置處在線圈中流動的電流的量來確定坐標。需要專用的筆來施加交流電流以操作電磁觸摸面板。

電容觸摸面板基于在手指接觸傳感器電極時發(fā)生的電容的變化來感測觸摸。電容觸摸面板易受噪聲影響。然而，如果使用合適的保護層，則這種類型的觸摸面板可以具有高耐候性和高機械強度。

電容觸摸面板被分類為模擬型和數字型。圖1示出了傳統(tǒng)的模擬電極結構，圖2示出了傳統(tǒng)的數字電極結構。

參考圖1和2，模擬電極結構使用片式傳感器電極10，并且在感測區(qū)域內不需要電極的圖案，而數字電極結構在感測區(qū)域內使用傳感器電極20的圖案。模擬電極結構和數字電極結構均包括具有特定介電常數的保護層(未示出)，以保護傳感器電極10或20免受外部環(huán)境損害。

當交流電流信號被施加到傳感器電極10或20時，電極結構可以通過計算流過可作為接地部件的導體的手指的電流的量來檢測位置。或者，當交流電流信號被施加到成對電極中的一個電極時，電極結構可以通過檢測被手指改變的電容來檢測位置。

在圖1的模擬電極結構中，基于在四個角處測量的流過手指的電流的量來確定位置的坐標。由于存在向觸摸面板的傳感器電極10傳輸電信號的四個引線電極12，因此，盡管觸摸面板的屏幕的尺寸增加，但是引線電極12被置于的區(qū)域的寬度并未顯著增加。因此，模擬電極結構允許將大規(guī)模面板的重量和厚度減小得更輕和更薄。然而，由于電流的量被計算作為相對值，因此電路控制器復雜且易受外部噪聲影響。

此外，如果存在多個接觸點，則由于接觸點被識別為這些接觸點的中點，因此難以實現多點觸摸功能。

雖然數字電極結構也易受外部噪聲影響，但是數字電極結構可以避免由于溫度、濕度、電阻等的變化所導致的初始值的變化而引起的接觸點的變化。

圖3和4更詳細地示出了數字電極結構。也就是說，圖3和4分別示出了布置在X軸和Y軸上的傳統(tǒng)數字電極結構。

參考圖3和4，在基板30上形成位置傳感器電極31、41和信號傳輸橋電極32、42。

圖5是沿著圖2的線B-B’截取的橫截面視圖。

參考圖5，傳感器電極20不連續(xù)地布置在基板21的上側和下側，并被覆蓋有保護層30以保護該傳感器電極免受外力損害。

與模擬電極結構不同，當對其中傳感器電極20相互連接的X軸和Y軸網格施加交流電流信號時，數字電極結構測量在X軸和Y軸上流過手指的觸摸點的電流的變化，并識別呈現最大的電流變化的點的位置，作為手指的接觸位置。

數字電極結構使用流過寄生電容器C1、C2、C3(參見圖5)的交流電流信號來計算觸摸點的坐標。為了獲得觸摸位置的精確坐標，每單位面積必須布置預定數量或更多的位置傳感器電極20。接下來，詳細描述用于識別觸摸點的精確坐標的機制。

圖6是示出了根據相關技術的小尺寸數字電極結構的電容耦合特性的圖。