[發明專利]提高邊緣感應觸摸精度的電容式觸摸屏及其數據處理方法

有效

• 申請號: 201010150492.4
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101882041A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 莫良華;張靖愷;彭玲
• 申請（專利權）人: 敦泰科技有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 陳鴻蔭

技術領域

本發明涉及將觸碰動作轉換可用電信號的輸入裝置，特別是涉及偵測觸碰動作造成電容變化的輸入裝置，即電容式觸摸屏。

背景技術

電容式觸摸屏包括自電容觸摸屏和互電容觸摸屏，是利用人體或者專用觸摸裝置改變電容值的基本原理將觸碰屏幕的動作轉換為電信號，該電信號借助數據處理模塊將所述電信號處理成為觸碰區域中心位置坐標數據，作為輸入數據傳輸至相應的信息處理設備，該信息處理設備包括計算機、掌上電腦、俗稱手機的移動通信終端和視/音頻播放設備。所述電容式觸摸屏包括在同一平面內或者分別設置在不同平面內分屬不同層的電極板群，借助激勵信號在觸摸屏表面形成電容陣列。所述自電容觸摸屏是利用電極板與等電勢屏蔽極板之間的形成的自電容構成所述電容陣列；所述互電容觸摸屏是利用電極板相互之間形成的互電容構成所述電容陣列。它們只是形成電容陣列的基本物理原理不同，其實質作用相同。

最基本的電極板群布置形式如圖6-1和圖6-2所示，所述電極板包括縱向平行的條狀電極板10′和橫向平行的條狀電極板20′，所述縱向電極板10′與橫向電極板20′互相垂直。對于自電容式觸摸屏，如圖6-1所示，所有電極板都電連接激勵信號模塊80′，從而在所述電極板與等電勢屏蔽電極板30′之間的電場作用下形成電容陣列。所述等電勢屏蔽電極板30′一般接地或者接直流源。對于互電容式觸摸屏，縱向電極板10′和橫向電極板20′兩種電極板中的任一種電連接激勵信號模塊80′，另一種電極板電連接傳感控制模塊90′，電連接激勵信號模塊80′的電極板稱為驅動電極板，電連接傳感控制模塊90′的電極板稱為傳感電極板，例如，如圖6-2所示，縱向電極板10′電連接激勵信號模塊80′，橫向電極板20′電連接傳感控制模塊90′，從而在兩種電極板之間的電場作用下形成電容陣列。現有技術為了提高觸摸屏的偵測觸碰動作的靈敏度以及便于數據處理，經過不斷改進，電極板群布置形式已經多種多樣，電極板的形狀已經不再拘泥于長條狀，電極板之間也不直接交叉。例如，對于自電容觸摸屏，如圖6-3所示，所述電極板群的各電極板設計成為菱形，各電極板分組沿對角線方向串聯成多條電極鏈，各條電極鏈各自沿縱向或者橫向布置，縱向的電極鏈11′互相平行，橫向的電極鏈21′也互相平行，任一縱向電極鏈與任一橫向電極鏈互相垂直，所有電極鏈都電連接激勵信號模塊80′。又例如，中國專利申請200810171009公開了一種互電容觸摸屏，其電極板可以設計成矩形，正方形和菱形，圖6-4示出該申請中一種電極板呈矩形的情況，縱向串聯布置的電極板13′是長方形，橫向串聯布置的電極板23′是正方形，所述矩形電極板13′、23′串聯成互相正交的縱向電極鏈組和橫向電極鏈組，其中一組電連接激勵信號模塊80′，那么另一組就電連接電連接傳感控制模塊90′，其主要特點是，所述電極板互補，不存在電極板正對情況。

不論所述電容式觸摸屏的電極板群采用何種形式的具體結構，形成的電場有何種不同，對于所述電容式觸摸屏的數據處理模塊都具有同樣的效果，也就是從數據處理的角度和邏輯角度，如圖7-1所示，所述電容式觸摸屏最終達到的效果就是形成由條狀矩形沿縱向的等效電極板14′與沿橫向的等效電極板24′正交構成的等效電容陣列40′，所有等效電極板14′、24′的寬度都是完全相同的。所述沿縱向等效電極板14′與沿橫向等效電極板24′的交叉部分的正方形就是一個等效電容41′。所述數據處理模塊記錄該等效電容陣列在沒有發生對觸摸屏的觸碰動作時的各電容的容值作為基準；當發生對觸摸屏的觸碰動作時，所述數據處理模塊偵測到由觸碰引起的電容陣列各電容值發生的變化，與所述基準比對進而經過數據處理形成觸碰位置中心點的坐標數據。如圖7-2所示，當發生觸碰動作時，觸碰動作對所述等效電容陣列40′的影響都是區域性的，也就是在一個區域內等效電容陣列40′中的一個區域內的等效電容41′的容值將發生變化。圖7-2示出T1、T2兩處發生觸碰的區域，陰影線越密代表電容值的變化越大，可以明顯看出，上述兩觸碰區域內，越靠近觸碰中心的等效電容值變化越大，而在觸碰區域邊緣的等效電容值的變化越小。現有技術通過插值算法可以基本準確的計算出發生觸碰位置區域中心的坐標。