[發明專利]投射式電容觸摸面板及其坐標檢測方法

無效

• 申請號: 201210558927.8
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103176673A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 井上和
• 申請（專利權）人: 雙葉電子工業株式會社
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;韓宏

技術領域

本發明涉及投射式電容觸摸面板及其坐標檢測方法。

背景技術

投射式電容觸摸面板被配置為使得對顯示器的顯示表面透明的多個X電極與多個Y電極彼此交叉排列（例如，彼此垂直），并且在手指觸摸該觸摸面板的透明蓋體時，通過檢測在手指與X和Y電極之間產生的電容變化量來檢測導體（例如人的手指）觸摸的位置的坐標。

將參照圖4A到4C來說明傳統上通常使用的投射式電容觸摸面板。

圖4A是示出投射式電容觸摸面板的結構的方框圖，圖4B是示出電極的結構（形狀）的圖示，圖4C是X電極X3到X7與Y電極Y3和Y4彼此交叉的部分的放大圖。

在圖4A中，觸摸面板包括觸摸傳感器單元1和控制器2。

觸摸傳感器單元1包括多個X電極X1到Xn（n等于或大于2），以及多個Y電極Y1到Ym（m等于或大于2）。X電極X1到Xn與Y電極Y1到Ym布置為彼此交叉（彼此垂直）。X電極和Y電極可以分別形成于一個透明玻璃或塑料板的正面或背面上，可以在一個透明板的同一面上并排形成，或者可以分別形成于兩個透明板上。

每一個X電極X1到Xn均包括多個矩形觸摸響應單元Xs和連接部Xc，如圖4B的X電極Xj所示的。每一個Y電極Y1到Ym均包括多個矩形觸摸響應單元Ys與連接部Yc，如圖4B的Y電極Yi所示的。觸摸響應單元的形狀不限于矩形。

在圖4C中，X電極的觸摸響應單元由Y電極的四個觸摸響應單元圍繞，Y電極的觸摸響應單元由X電極的四個觸摸響應單元圍繞。當如圖4C所示地布置X電極和Y電極時，由于X電極的觸摸響應單元與Y電極的觸摸響應單元在顯示器的顯示表面的方向上（未示出）未彼此重疊，因此觸摸傳感器單元1的透光率增大，并且提高了觸摸面板對顯示器的顯示表面的可見性。

控制器2包括X電極控制單元21X、Y電極控制單元21Y、X電極電容變化量檢測單元22X、Y電極電容變化量檢測單元22Y、以及中心坐標計算單元23。

X電極控制單元21X通過以預定周期掃描X電極X1到Xn來順序地選擇X電極X1到Xn。Y電極控制單元21Y通過以預定周期掃描Y電極Y1到Ym來順序地選擇Y電極Y1到Ym。

在手指觸摸該觸摸傳感器單元1時X電極電容變化量檢測單元22X通過測量X電極X1到Xn的電容量來檢測電容變化量。由于即使在手指不觸摸該觸摸傳感器單元1時（在無觸摸期間），在X電極X1到Xn中也產生預定的電容量（寄生電容量），X電極電容變化量檢測單元22X將所測量的電容量與在無觸摸期間的電容量相比較，并檢測該變化量作為與手指的觸摸相應的響應值。

可以通過重復經由觸摸傳感器單元1的寄生電容（電容器）在集成電路中充入電荷，并通過使用例如數字σ調制器在超過特定閾值電壓時釋放電荷的操作，并對每單位時間的充電與放電計數以獲得充電與放電的重復頻率，來獲得電容變化量的檢測。當手指觸摸該觸摸傳感器單元1時，重復頻率改變。通常，將重復頻率的變化量稱為Diff計數值。Y電極電容變化量檢測單元22Y與X電極電容變化量檢測單元22X類似地檢測每一個Y電極的電容變化量。

中心坐標計算單元23基于由X電極電容變化量檢測單元22X和Y電極電容變化量檢測單元22Y檢測的X電極X1到Xn和Y電極Y1到Ym的電容變化量來計算手指在觸摸傳感器單元1上觸摸的位置的中心坐標，以檢測該位置的坐標，并產生輸出坐標24。

在圖4A的觸摸傳感器單元1中，由于X電極的觸摸響應單元和Y電極的觸摸響應單元未彼此重疊，提高了可見性。另一方面，當手指觸摸該觸摸傳感器單元1時，或者當手指類似觸摸地接近觸摸傳感器單元1時，X電極或Y電極可能不對觸摸做出響應。例如，當手指輕輕觸摸時，或者當小孩的手指觸摸時，由于手指與觸摸傳感器單元1的接觸的面積（觸摸面積）較小，X電極或Y電極會不對觸摸做出響應。此外，甚至在X電極和Y電極的觸摸響應單元的面積與觸摸面積相比太大時，X電極或Y電極也不會對觸摸做出響應。當X電極或Y電極不對手指的觸摸做出響應時，無法檢測手指觸摸的位置的坐標，由此發生所謂的坐標遺漏。

為了避免坐標遺漏，可以通過減小X電極和Y電極的尺寸來增加X電極和Y電極的數量。然而，如果X電極和Y電極的數量增加，控制器2的成本變高。

因此，如圖5所示，已經提出具有如下結構的電極，其中X電極和Y電極的觸摸響應單元被細分以形成梳狀，使得X電極和Y電極的梳狀部布置為彼此接合（參見例如日本專利申請公開No.2010-198586）。