[發明專利]可重構的電容觸控陣列及其重構方法

有效

• 申請號: 202010170932.6
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111309196B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 吳彬;柯建源;鄧聯文;于天寶;廖聰維;羅衡;黃生祥;吳瀟楠
• 申請（專利權）人: 湖南銳陽電子科技有限公司;中南大學
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044;G06V40/13
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種可重構的電容觸控陣列，在每一個觸控傳感單元串接若干個阻抗可變的器件從而實現可重構的電容觸控陣列。本發明還公開了所述可重構的電容觸控陣列的重構方法。本發明的電容單元可以通過電壓編程的方法實現容值重構，而且可以實現像素級的等效電容值的精準編程；而且可以針對不同的觸控場景，自適應地構建電容傳感陣列，實現更精確的電容觸控效果；對連續多個電容讀出幀，通過設置不同的電容陣列，可能有效提高電容讀出的空間分辨率。這可能擴大電容陣列的使用范圍，不僅用于觸控，還可能用到指紋識別等對電容讀出空間分辨率較高的場合。因此，本發明能夠能夠實現觸控電容陣列可配置，而且可靠性高，實用性好。

技術領域

本發明屬于觸摸屏領域，具體涉及一種可重構的電容觸控陣列及其重構方法。

背景技術

投射式電容屏技術已經被廣泛地應用到消費電子、車載中控以及工業控制設備中。智能手機的迅速普及，從很大程度上得益于投射式電容屏技術的應用；投射式電容屏具有多點觸控、制備技術成熟、與高端顯示屏高度兼容等優勢。近年來，隨著電容觸控屏技術的飛速發展，各種低成本、高靈敏度的方案被開發出來。一方面，電容屏的市場占有率越來越高，應用范圍越來越廣。從小尺寸的手表顯示，到大尺寸的電子白板、商務會議等，均可以看到電容觸控屏的應用。另一方面，電容屏的應用顯得單一，功能仍然較為單薄。在現在的手機應用中，觸控及指紋識別等功能，雖然都是基于投射式電容的原理，但是卻通過不同的硬件平臺來實現。對于智能手機等應用來說，觸控及指紋識別等功能在相同基板上實現集成是一個重要的發展方向。

如圖1所示為現在常用的電容觸控陣列的剖面結構示意圖，如圖2所示為現在常用的電容觸控陣列結構的俯視示意圖，如圖3所示為現在常用的電容觸控陣列的等效電路原理示意圖。可以看到，現有的電容觸控陣列，在觸控基板(比如玻璃基板，圖中標示為Glass)的兩側，分別采用透明電極(例如氧化銦錫ITO)構成Tx電極層和Rx電極層；在圖2中可以看到，Tx電極層和Rx電極層一般均采用交叉垂直布置的形式，從而形成觸控陣列的多個觸控識別點。從圖3中可以看到，由于觸摸行為會改變Tx電極和Rx電極之間的電場分布，從而Tx電極和Rx電極之間等效電容值受到觸控行為的調制，于是可以實時監測Tx電極和Rx電極之間等效電容，從而達到觸控陣列檢測的效果。

當前，為了實現觸控及指紋識別的更高集成度，利用投射式電容屏實現指紋識別功能是一種可能的方法。但是基于傳統的電容屏，很難實現指紋識別所要求的高分辨率。例如，對于傳統的觸控屏，單個像素的尺寸在1mm×1mm，甚至更大。而指紋識別要求單個像素的尺寸在50μm×50μm，甚至更小。傳統電容屏的TX和RX電極層，一般是采用磁控濺射或者絲網印刷等工藝制備而成；通過在玻璃基板的兩面或者單面形成ITO圖案，能夠較好地滿足觸控所要求的尺寸。但是這些較低成本的薄膜制備方法很難實現指紋識別所要求的精細的像素尺寸。另一方面，就算形成了50μm×50μm甚至以下的指紋識別圖案，在小尺寸情況下，指紋識別圖案的金屬線互聯也是難題。而且觸控電極之間的寄生電容和電阻效應在小尺寸圖案情況下變得更加顯著。

與此同時，傳統的電容屏，它的圖案完成之后，要再進行改變幾乎不可能。但是在很多應用的場合，需要對不同的信號進行處理。因此，目前尚沒有一種電容觸控陣列，能夠讓觸控電容陣列實現可配置，從而進一步實現自適應觸控讀出。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種能夠實現觸控電容陣列可配置，且可靠性高、實用性好的可重構的電容觸控陣列。

本發明的目的之二在于提供一種所述可重構的電容觸控陣列的重構方法。

本發明提供的這種可重構的電容觸控陣列，在每一個觸控傳感單元均串接若干個阻抗可變的器件，從而實現可重構的電容觸控陣列。

所述的阻抗可變的器件與觸控傳感單元的等效電容串接。

所述的阻抗可變的器件串接在觸控傳感單元的Tx[i]的線路上。